Linux线程

线程原语

pthread_create
创建线程

#include <pthread.h>

int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,

                                void *(*start_routine) (void *), void *arg);

pthread_t *thread  传出参数，返回线程tid
const pthread_attr_t *attr  设置线程属性，例如：线程用户栈大小，线程优先级
void *(*start_routine) (void *) 线程的处理动作 函数指针void*fun(void*)
void *arg 线程处理动作的参数

pthread_self
获取调用线程tid

#include <pthread.h>

pthread_t pthread_self(void);

　　思考：pthread_self与tid等价吗?

      不等价，应为pthread_self在线程中获取tid（线程当前存在）

      tid是主控线程的变量在用户栈， 子线程看不到， 所以是主控线程获取输出的   输出时可能值一致（但可能此线程已经被释放，回收）

  如果任意一个线程调用了exit或_exit，则整个进程的所有线程都终止，由于从main函数return也相当于调用exit，为了防止新创建的线程还没有得到执行就终止，我们在main函数return之前延时1秒，这只是一种权宜之计。

pthread_exit

线程退出函数

调用线程退出函数，注意和exit函数的区别，任何线程里exit导致进程退出，其他线程未工作结束，主控线程退出时不能return或exit。
需要注意，pthread_exit或者return返回的指针所指向的内存单元必须是全局的或者是用malloc分配的，不能在线程函数的栈上分配，因为当其它线程得到这个返回指针时线程函数已经退出了。

#include <pthread.h>

void pthread_exit(void *retval);

void *retval:线程退出时传递出的参数，可以是退出值或地址，如是地址时，不能是线程内部申请的局部地址。

 

pthread_join

等待线程退出函数
#include <pthread.h>

int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);

pthread_t thread:回收线程的tid

void **retval:接收退出线程传递出的返回值

返回值：成功返回0，失败返回错误号

 

调用该函数的线程将挂起等待，直到id为thread的线程终止。thread线程以不同的方法终止，通过pthread_join得到的终止状态是不同的，总结如下：

如果thread线程通过return返回，retval所指向的单元里存放的是thread线程函数的返回值。

如果thread线程被别的线程调用pthread_cancel异常终止掉，retval所指向的单元里存放的是常数PTHREAD_CANCELED。（即为-1）

如果thread线程是自己调用pthread_exit终止的，retval所指向的单元存放的是传给pthread_exit的参数。

如果对thread线程的终止状态不感兴趣，可以传NULL给retval参数。

 

pthread_cancel
在进程内某个线程可以取消另一个线程。

#include <pthread.h>

int pthread_cancel(pthread_t thread);

被取消的线程，退出值，定义在Linux的pthread库中常数PTHREAD_CANCELED的值是-1。可以在头文件pthread.h中找到它的定义：
#define PTHREAD_CANCELED ((void *) -1)

实例:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
void *thr_fn1(void *arg)
{
　　printf("thread 1 returning\n");
　　return (void *)1;
}
void *thr_fn2(void *arg)
{
　　printf("thread 2 exiting\n");
　　pthread_exit((void *)2);
}
void *thr_fn3(void *arg)
{
　　while(1) {
　　　　printf("thread 3 writing\n");
　　　　sleep(1);
　　}
}
int main(void)
{
　　pthread_t tid;
　　void *tret;
　　pthread_create(&tid, NULL, thr_fn1, NULL);
　　pthread_join(tid, &tret);
　　printf("thread 1 exit code %d\n", (int)tret);
　　pthread_create(&tid, NULL, thr_fn2, NULL);
　　pthread_join(tid, &tret);
　　printf("thread 2 exit code %d\n", (int)tret);
　　pthread_create(&tid, NULL, thr_fn3, NULL);
　　sleep(3);
　　pthread_cancel(tid);
　　pthread_join(tid, &tret);
　　printf("thread 3 exit code %d\n", (int)tret);
　　return 0;
}

结果：退出码分别是1,2，-1.

对于线程3：如果线程中只有while(1),那么pthread_cancle则不能终止线程。如果加了sleep（1）；则可以终止线程。

总结：signal何时终止信号？（中断，异常，系统调用）

　　   cancle何时事件何时处理？（系统调用）

　　 就是说线程没有系统调用则不能使用cancle结束，所以我们可以用pthread_testcancle()来产生一次空调用，该函数的作用就是，产生一次系统调用检测终止事件。

线程终止方式

如果需要只终止某个线程而不终止整个进程，可以有三种方法：

1.从线程主函数return。这种方法对主控线程不适用，从main函数return相当于调用exit。

2.一个线程可以调用pthread_cancel终止同一进程中的另一个线程。

3.线程可以调用pthread_exit终止自己。

同一进程的线程间，pthread_cancel向另一线程发终止信号。系统并不会马上关闭被取消线程，只有在被取消线程下次系统调用时，才会真正结束线程。或调用pthread_testcancel，让内核去检测是否需要取消当前线程.

 

pthread_detach

将线程置为分离态
#include <pthread.h>
int pthread_detach(pthread_t tid);

pthread_t tid:分离线程tid

返回值：成功返回0，失败返回错误号。

一般情况下，线程终止后，其终止状态一直保留到其它线程调用pthread_join获取它的状态为止。但是线程也可以被置为detach状态，这样的线程一旦终止就立刻回收它占用的所有资源，而不保留终止状态。不能对一个已经处于detach状态的线程调用pthread_join，这样的调用将返回EINVAL。如果已经对一个线程调用了pthread_detach就不能再调用pthread_join了。同理，如果对一个已经处于join回收状态的线程调用depatch设置分离，也会失败。

 

线程属性

 

线程属性初始化

先初始化线程属性，再pthread_create创建线程

#include <pthread.h>
int pthread_attr_init(pthread_attr_t *attr); //初始化线程属性
int pthread_attr_destroy(pthread_attr_t *attr); //销毁线程属性所占用的资源

线程分离状态的函数：

#include <pthread.h>
int pthread_attr_setdetachstate(pthread_attr_t *attr, int detachstate); //设置线程属性，分离or非分离

int pthread_attr_getdetachstate(pthread_attr_t *attr, int *detachstate); //获取程属性，分离or非分离

pthread_attr_t *attr:被已初始化的线程属性

int *detachstate:可选为PTHREAD_CREATE_DETACHED（分离线程）和PTHREAD _CREATE_JOINABLE（非分离线程）这里要注意的一点是，如果设置一个线程为分离线程，而这个线程运行又非常快，它很可能在pthread_create函数返回之前就终止了，它终止以后就可能将线程号和系统资源移交给其他的线程使用，这样调用pthread_create的线程就得到了错误的线程号。

要避免这种情况可以采取一定的同步措施，最简单的方法之一是可以在被创建的线程里调用pthread_cond_timedwait函数，让这个线程等待一会儿，留出足够的时间让函数pthread_create返回。设置一段等待时间，是在多线程编程里常用的方法。但是注意不要使用诸如wait()之类的函数，它们是使整个进程睡眠，并不能解决线程同步的问题。

NPTL

1.察看当前pthread库版本
getconf GNU_LIBPTHREAD_VERSION

2.NPTL实现机制(POSIX),Native POSIX Thread Library

3.使用线程库时gcc指定-lpthread

细节注意
1.主线程退出其他线程不退出，主线程应调用ptrhed_exit
2.避免僵线程
pthread_join
pthread_deatch
pthread_create指定分离属性 被join线程 可能在join函数返回前就释放完自己的所有内存资源，所以不应当返回被回收线程栈中的值;
3.malloc和mmap申请的内存可以被其他线程释放
4.如果线程终止时没有释放加锁的互斥量，则该互斥量不能再被使用
5.应避免在多线程模型中调用fork除非，马上exec，子进程中只有调用fork的线程存在，其他线程在子进程中均pthread_exit
6.信号的复杂语义很难和多线程共存，应避免在多线程引入信号机制