多线程的使用【转载公众号：嵌入式大杂烩】
本章将分为两大部分进行讲解，前半部分将引出线程的使用场景及基本概念，通过示例代码来说明一个线程创建到退出到回收的基本流程。后半部分则会通过示例代码来说明如何控制好线程，从临界资源访问与线程的执行顺序控制上引出互斥锁、信号量的概念与使用方法。
5.1 线程的使用
5.1.1 为什么要使用多线程
在编写代码时，是否会遇到以下的场景会感觉到难以下手？
场景一：写程序在拷贝文件时，需要一边去拷贝文件，一边去向用户展示拷贝文件的进度时，传统做法是通过每次拷贝完成结束后去更新变量，再将变量转化为进度显示出来。其中经历了拷贝->计算->显示->拷贝->计算->显示...直至拷贝结束。
这样的程序架构及其的低效，必须在单次拷贝结束后才可以刷新当前拷贝进度，若可以将进程分支，一支单独的解决拷贝问题，一支单独的解决计算刷新问题，则程序效率会提升很多。
场景二：用阻塞方式去读取数据，实时需要发送数据的时候。例如在进行串口数据传输或者网络数据传输的时候，我们往往需要双向通信，当设置读取数据为阻塞模式时候，传统的单线程只能等到数据接收来临后才能冲过阻塞，再根据逻辑进行发送。
当我们要实现随时发送、随时接收时，无法满足我们的业务需求。若可以将进程分支，一支单纯的处理接收数据逻辑，一支单纯的解决发送数据逻辑，就可以完美的实现功能。基于以上场景描述，多线程编程可以完美的解决上述问题。
5.1.2 线程概念
所谓线程，就是操作系统所能调度的最小单位。普通的进程，只有一个线程在执行对应的逻辑。我们可以通过多线程编程，使一个进程可以去执行多个不同的任务。
相比多进程编程而言，线程享有共享资源，即在进程中出现的全局变量，每个线程都可以去访问它，与进程共享“4G”内存空间，使得系统资源消耗减少。本章节来讨论Linux下POSIX线程。
5.1.3 线程的标识pthread_t
对于进程而言，每一个进程都有一个唯一对应的PID号来表示该进程，而对于线程而言，也有一个“类似于进程的PID号”，名为tid，其本质是一个pthread_t类型的变量。线程号与进程号是表示线程和进程的唯一标识，但是对于线程号而言，其仅仅在其所属的进程上下文中才有意义。
在程序中，可以通过函数，pthread_self，来返回当前线程的线程号，例程1是打印线程tid号。
获取线程号 #include <pthread.h> pthread_t pthread_self(void); 成功：返回线程号
1 #include <pthread.h> 2 #include <stdio.h> 3 4 int main() 5 { 6 pthread_t tid = pthread_self();//获取主线程的tid号 7 printf("tid = %lu\n",(unsigned long)tid); 8 return 0; 9 }
测试例程1：（Phtread_txex1.c）
在codeblocks运行结果如下
在linux结果如下
注意：
因采用POSIX线程接口，故在要编译的时候包含pthread库，使用gcc编译应gcc xxx.c -lpthread 方可编译多线程程序。
编译运行结果：
5.1.4 线程的创建
创建线程 #include <pthread.h> int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,void *(*start_routine) (void *), void *arg); 成功：返回0
在传统的程序中，一个进程只有一个线程，可以通过函数pthread_create来创建线程。
该函数第一个参数为pthread_t类型的线程号地址，当函数执行成功后会指向新建线程的线程号；
第二个参数表示了线程的属性，一般传入NULL表示默认属性；
第三个参数代表返回值为void*，形参为void*的函数指针，当线程创建成功后，会自动的执行该回调函数；
第四个参数则表示为向线程处理函数传入的参数，若不传入，可用NULL填充，有关线程传参后续小节会有详细的说明，接下来通过一个简单例程来使用该函数创建出一个线程。
测试例程2：（Phtread_txex2.c）
1 #include <pthread.h> 2 #include <stdio.h> 3 #include <unistd.h> 4 #include <errno.h> 5 6 void *fun(void *arg) 7 { 8 printf("pthread_New = %lu\n",(unsigned long)pthread_self());//打印线程的tid号 9 } 10 11 int main() 12 { 13 14 pthread_t tid1; 15 int ret = pthread_create(&tid1,NULL,fun,NULL);//创建线程 16 if(ret != 0) 17 { 18 perror("pthread_create"); 19 return -1; 20 } 21 22 /*tid_main 为通过pthread_self获取的线程ID，tid_new通过执行pthread_create成功后tid指向的空间*/ 23 printf("tid_main = %lu tid_new = %lu \n",(unsigned long)pthread_self(),(unsigned long)tid1); 24 25 /*因线程执行顺序随机，不加sleep可能导致主线程先执行，导致进程结束，无法执行到子线程*/ 26 sleep(1); 27 28 return 0; 29 }
codeblocks运行结构如下：
Linux下运行结果如下
通过pthread_create确实可以创建出来线程，主线程中执行pthread_create后的tid指向了线程号空间，与子线程通过函数pthread_self打印出来的线程号一致。
特别说明的是，当主线程伴随进程结束时，所创建出来的线程也会立即结束，不会继续执行。并且创建出来的线程的执行顺序是随机竞争的，并不能保证哪一个线程会先运行。可以将上述代码中sleep函数进行注释，观察实验现象。
去掉上述代码25行后运行结果：
