线程的创建与回收
目录
一、线程的创建
进程：
线程：
线程特点：
一个进程中的多个线程共享以下资源：
每个线程私有的资源包括：
Linux线程库：
线程创建-pthread_create
二、线程的参数传递
线程结束-pthread_exit
线程查看tid函数
三、线程的回收
线程回收-pthread_join:
线程分离pthread_detach:
四、线程回收内存演示
一、线程的创建
进程：
- 进程有独立的地址空间
- Linux为每个进程创建task_struct
- 每个进程都参与内核调度，互不影响
线程：
- 进程在切换时系统开销大
- 很多操作系统引入了轻量级进程LWP
- 同一进程中的线程共享相同地址空间
- Linux不区分进程、线程
线程特点：
- 通常线程指的是共享相同地址空间的多个任务
- 使用多线程的好处
- 大大提高了任务切换的效率
- 避免了额外的TLB&cache的刷新
一个进程中的多个线程共享以下资源：
- 可执行的指令
- 静态数据
- 进程中打开的文件描述符
- 当前工作目录
- 用户PID
- 用户组ID
每个线程私有的资源包括：
- 线程ID（TID）
- PC（程序计数器）和相关寄存器
- 堆栈
- 错误号（errno）
- 优先级
- 执行状态和属性
Linux线程库：
- pthread线程库中提供了如下基本操作
- 创建线程
- 回收线程
- 结束线程
- 同步和互斥机制
- 信号量
- 互斥锁
Linux线程不是通过内核实现的，而是通过pthread线程库实现的。
线程创建-pthread_create
#include
int pthread_create(pthread_t *thread,const
pthread_attr_t *attr,void *(*routine)(void *),void *arg); 成功返回0，失败时返回错误码
thread:线程对象
attr:线程属性，NULL代表默认属性
routine:线程执行的函数
arg:传递给routine的参数，参数是void *，注意传递参数格式
pthread_t pthread_self(void) 查看自己的TID
示例代码：
#include
#include
#include
int *testThread(char *arg)
{
printf("This is a thread\n");
return NULL;
}
int main()
{
pthread_t tid;
int ret;
ret = pthread_create(&tid,NULL,(void *)testThread,NULL); //testThread强制返回void *
printf("This is main thread\n");
sleep(1);
} 编译：
gcc creatP_t.c -lpthread结果：
常见错误：
creatP_t.c: In function ‘main’:
creatP_t.c:14:36: warning: passing argument 3 of ‘pthread_create’ from incompatible pointer type [-Wincompatible-pointer-types]
ret = pthread_create(&tid,NULL,testThread,NULL);
^
In file included from creatP_t.c:1:0:
/usr/include/pthread.h:233:12: note: expected ‘void * (*)(void *)’ but argument is of type ‘int * (*)(char *)’
解决方法：
ret = pthread_create(&tid,NULL,(void *)testThread,NULL); //testThread强制返回void *
注意：
- 主进程的退出，它创建的线程也会推出
- 线程创建需要时间，如果主进程马上退出，那线程不能得到执行
二、线程的参数传递
线程结束-pthread_exit
#include
void pthread_exit(void *retval); - 结束当前线程
- retval可被其他线程通过pthread_join获取
- 线程私有资源被释放
线程查看tid函数
#include
pthread_t pthread_self(void); 示例代码：
#include
#include
#include
int *testThread(char *arg)
{
printf("This is a thread, pit = %d, tid = %lu\n",getpid(),pthread_self());
pthread_exit(NULL);
printf("after exit\n");
//return NULL;
}
int main()
{
pthread_t tid;
int ret;
ret = pthread_create(&tid,NULL,(void *)testThread,NULL); //testThread强制返回void *
printf("This is main thread, tid = %lu\n",tid);
sleep(1);
} 运行结果：
获取线程id两种方法：
- 通过pthread_create函数的第一个参数；
- 通过在线程里面调用pthread_self函数
参数传递pthread_create:
pthread_create(pthread_t *thread,const
pthread_attr_t *attr,void *(*routine)(void *),void *arg);最后一个参数。
示例代码：
#include
#include
#include
void *testThread(void *arg)
{
printf("This is a thread, pit = %d, tid = %lu\n",getpid(),pthread_self());
printf("input arg = %d\n",*(int *)arg);//先将arg参数转换为int *指针类型，再通过*进行解引用
pthread_exit(NULL);
printf("after exit\n");
//return NULL;
}
int main()
{
pthread_t tid;
int ret;
int arg = 5;
ret = pthread_create(&tid,NULL,testThread,(void *)&arg); //testThread强制返回void *
printf("This is main thread, tid = %lu\n",tid);
sleep(1);
} 运行结果：
注意：void *不能直接进行* arg，要强制类型转换为*（int *）arg ,否则会产生如下错误：
值传递代码示例:
#include
#include
#include
void *testThread(void *arg)
{
printf("This is a thread, pit = %d, tid = %lu\n",getpid(),pthread_self());
printf("input arg = %d\n",(int)arg);//先将arg参数转换为int *指针类型，再通过*进行解引用
pthread_exit(NULL);
printf("after exit\n");
//return NULL;
}
int main()
{
pthread_t tid;
int ret;
int arg = 5;
ret = pthread_create(&tid,NULL,testThread,(void *)arg); //此时arg表示指针指向的一个值
printf("This is main thread, tid = %lu\n",tid);
sleep(1);
} 编译会出现警告，但是不影响参数传递：
运行结果：
参数传递注意：
- 通过地址传递参数，注意类型的转换
- 值传递，这时候编译器会告警，需要程序员自己保证数据长度正确
创建多个线程代码示例：
#include
#include
#include
void *testThread(void *arg)
{
printf("This is a thread, pit = %d, tid = %lu\n",getpid(),pthread_self());
printf("input arg = %d\n",(int)arg);//先将arg参数转换为int *指针类型，再通过*进行解引用
pthread_exit(NULL);
printf("after exit\n");
//return NULL;
}
int main()
{
pthread_t tid[5];
int ret;
int arg = 5;
int i;
for(i = 0; i < 5; i++)
{
ret = pthread_create(&tid[i],NULL,testThread,(void *)i); //testThread强制返回void *
printf("This is main thread, tid = %lu\n",tid[i]);
}
sleep(1);
} 运行结果：
注意：
若出现以下运行错误，
原因：栈被破坏了（数组越界）
三、线程的回收
运行代码实例：
#include
#include
#include
void *testThread(void *arg)
{
printf("This is a thread, pit = %d, tid = %lu\n",getpid(),pthread_self());
printf("input arg = %d\n",(int)arg);//先将arg参数转换为int *指针类型，再通过*进行解引用
//pthread_exit(NULL);
while (1)
{
sleep(1);
}
printf("after exit\n");
//return NULL;
}
int main()
{
pthread_t tid[5];
int ret;
int arg = 5;
int i;
for(i = 0; i < 5; i++)
{
ret = pthread_create(&tid[i],NULL,testThread,(void *)i); //testThread强制返回void *
printf("This is main thread, tid = %lu\n",tid[i]);
}
while (1)
{
sleep(1);
}
} 用命令查看进程信息：
用命令查看线程信息：
线程回收-pthread_join:
#include
int pthread_join(pthread_t thread,void **retval); 对于一个默认线程的线程A来说，线程占用的资源并不会因为执行结束而得到释放
- 成功返回0，失败返回错误码
- thread要回收的线程对象
- 调用线程阻塞直到thread结束
- *retval接受线程thread的返回值
示例代码：
#include
#include
#include
void *func(void *arg)
{
printf("This is child thread\n");
sleep(1);
pthread_exit("thread return");
}
int main()
{
void *retv;
pthread_t tid;
pthread_create(&tid,NULL,func,NULL);
pthread_join(tid,&retv);//线程没退出，此处一直阻塞状态
printf("thread ret = %s\n",(char *)retv);
sleep(1);
} 运行结果：
注意：
pthread_join是阻塞函数，如果回收的线程没有结束，则一直等待
线程分离pthread_detach:
int pthread_detach(pthread_t thread);成功：0，失败：错误号
- 指定该状态，线程主动与主控线程断开关系。线程结束后（不会产生僵尸线程）
示例代码：
#include
#include
#include
void *func(void *arg)
{
pthread_detach(pthread_self());
printf("This is child thread\n");
sleep(1);
pthread_exit("thread return");
}
int main()
{
void *retv;
pthread_t tid[5];
int i;
for (i = 0; i < 5; i++)
{
pthread_create(&tid[i],NULL,func,NULL);
//pthread_detach(tid);
}
while (1)
{
sleep(1);
}
} 运行结果：
通过线程属性来设置分离态：
示例代码：
#include
#include
#include
void *func(void *arg)
{
//pthread_detach(pthread_self());
printf("This is child thread\n");
sleep(1);
pthread_exit("thread return");
}
int main()
{
void *retv;
pthread_t tid[5];
int i;
pthread_attr_t attr;
pthread_attr_init(&attr);
pthread_attr_setdetachstate(&attr,PTHREAD_CREATE_DETACHED);
for (i = 0; i < 5; i++)
{
pthread_create(&tid[i],NULL,func,NULL);
//pthread_detach(tid);
}
while (1)
{
sleep(1);
}
} 四、线程回收内存演示
示例代码：
#include
#include
#include
void *func(void *arg)
{
printf("This is child thread\n");
sleep(25);
pthread_exit("thread return");
}
int main()
{
void *retv;
pthread_t tid[100];
int i;
for (i = 0; i < 100; i++)
{
pthread_create(&tid[i],NULL,func,NULL);
}
for (i = 0; i < 100; i++)
{
pthread_join(tid[i],&retv);
printf("thread ret=%s\n",(char *)retv);
}
while (1)
{
sleep(1);
}
} 代码运行期间：
查看进程Pid
使用top命令动态查看内存大小，可以看出内存会变小。
使用pthread_detach代码一样效果。