linux学习笔记之线程

线程同步机制：http://www.cnblogs.com/zheng39562/p/4270019.html

 

一、基础知识

1：基础知识。

　　1，线程需要的信息有：线程ID，寄存器，栈，调度优先级和策略，信号屏蔽字，errno变量和线程私有数据。

　　2，进程的所有信息对所有线程都是共享的。

　　3，是否支持有多线程有以下两种方式测试：

　　　　1）编译时确定：#ifdef _POSIX_THREADS

　　　　2）运行时确定：sysconf函数调用 _SC_THREADS 常用。

　　4，线程ID。

　　　　1）一个进程中，线程ID具有唯一性。线程ID依赖与进程后，才有意义。

　　　　2）线程ID表示类型：pthread_t类型

　　5，变量增量操作的步骤：

　　　　1）变量值从 内存单元 读入 寄存器。

　　　　2）寄存器中对变量进行修改。

　　　　3）将变量值 写回 内存单元

　　　　4）所以，多个线程试图同时修改同一变量时，需要同步。

　　6，进程资源和线程的关系：

　　　　1）每个线程都有自己的信号屏蔽字。但，信号处理是所有线程共享的。所以，线程对信号的处理会影响所有线程。

　　　　2）闹钟定时是进程资源。所有线程共享使用。

　　　　3）pread / pwrite 函数在多线程读写比较适用。因为其可以保存多个线程的读写偏移量，从而保证不会被覆盖。

2：线程创建和终止。

　　1，线程创建。

　　　　1）并不能确定哪个线程先运行（和子进程创建类似）。

　　　　2）创建函数create失败后，通常会返回错误码。

　　2，线程终止。

　　　　1）任意线程调用 exit, _Exit, _exit函数都会使进程终止。（所以不可以使用此方式终止单个线程）

　　　　2）从启动例程返回。返回值时线程退出码。

　　　　3）可以被同进程中的其他线程取消。

　　　　4）线程调用pthread_exit函数。

3：线程的数据和安全

　　1，线程安全：一个函数在相同时间点可以被多个线程安全地调用。

　　　　1）当一个函数是可重入时，那就是线程安全的。

　　　　2）异步信号安全。

 

　　2，可重入函数。

 

　　　　1）当处理信号中断时，部分函数可能更改信息，导致中断处理结束后，无法正确的从中断点继续执行程序（信息错位）。

 

　　　　2）可重入函数保证再中断期间调用这些函数，不会导致信息错位。

 

　　　　3）可重入函数又被称为异步信号安全的函数。

 

　　3，线程私有数据：具体操作见函数。

5：进程和线程功能/函数对应表

进程原语	线程原语	描述
fork	pthread_create	创建新的控制流
exit	pthread_exit	从先有控制流中退出
waitpid	pthread_join	从控制流中得到退出状态
atexit	pthread_cancel_push	注册在退出控制流时的调用的函数
getpid	pthread_self	获取控制流的ID
abort	pthread_cancel	请求控制流的非正常退出。

 

 

二、相关函数。

1：线程操作函数。

1 比较线程ID大小。
　　int pthread_equal( pthread_t tid1, pthread_t tid2 )
2 获取自身线程ID。
　　pthread_t pthread_self( void );
3 创建线程。
　　int pthread_create( pthread_t *restrict tidp, const pthread_attr_t *restrict attr, void *(*start_rtn)(void *), void *restrict arg);
　　// 1 参数arg用于定制各种不同的线程属性
4 线程终止。 　　
　　void pthread_exit( void *rval_ptr ); 
5 获得线程退出状态。 　　
　　int pthread_join( pthread_t thread, void **rval_ptr ); 　　
　　// 1 参数rval_ptr包含返回码。 
6 取消其他线程（同进程中使用） 　　
　　int pthread_cancel( pthread_t tid ); 　　
　　// 1 仅仅提出请求。并不强制终止。 
7 线程清理处理程序(类似进程的atexit)。 　　
　　void pthread_cleanup_push( void (*rtn)(void *), void *arg); 　　
　　void pthread_cleanup_pop( int execute ); 　　
　　// 1 参数execute=0时，清理函数将不被调用。 　　
　　// 2 每次调用pop函数时，都出删除上一个push的清理程序。 　　
　　// 3 这些函数被实现为宏。需要注意{}等匹配。 　　
　　// 4 清理程序的注册和执行顺序相反。 
8 分离线程。 　　
　　int pthread_detach( pthread_t tid );
9 清除子进程的锁
　　int pthread_atfork( void (*prepare)(void), void (*parent)(void), void (*child)(void) ); 　　
　　// 1 注册和执行顺序相反。
10 上述函数中。部分无类型指针，可以传递的值有很多，甚至可以时一个结构体。

 

 

2，线程属性 相关函数。

1 线程属性 初始化 和 类析构函数
　　int pthread_attr_init（ pthread_attr_t *attr );
　　int pthread_attr_destroy( pthread_attr_t *attr );
2 获取/设置 分离状态。
　　int pthread_attr_getdetachstats( const pthread_attr_t *restrict attr, int *detachstate );
　　int pthread_attr_setdetachstats( pthread_attr_t *attr, int *detachstate );
　　// 1 参数detachstate只有两个值：PTHREAD_CREATE_ DETACHED/JOINABLE.
3 获取/设置 线程栈属性 stackaddr。
　　int pthread_attr_getstack( const pthread_attr_t *restrict attr, void **restrict stackaddr, size_t *restrict stacksize );
　　int pthread_attr_setstack( pthread_attr_t *attr, void *stackaddr, size_t stacksize );
　　// 1 stackaddr线程属性定义为栈的最低内存地址。是起始位置，还是结尾位置取决于栈的发展方向。通常是结尾（栈由高向低）
4 获取/设置 栈大小属性 stacksize。
　　int pthread_attr_getstacksize( const pthread_attr_t *restrict attr, size_t *restrict stacksize );
　　int pthread_attr_setstacksize( pthread_attr_t *attr, size_t stacksize );
5 获取/设置 线程栈末尾缓冲区大小 guardsize。
　　int pthread_attr_getguardsize( const pthread_attr_t *restrict attr, size_t *restrict guardsize );
　　int pthread_attr_setguardsize( pthread_attr_t *attr, size_t guardsize );

 

3：线程私有数据。

1 创建一个键
　　int pthread_key_create( pthread_key_t *keyp, void (*destructor)(void *));
　　// 1 可以指定一个析构函数（第二个参数）
　　// 2 每个线程的键的独立的：即相同的KEY在不同线程中表示不同的数据。
2 取消一个键和特定线程的关联。
　　int pthread_key_delete( pthread_key_t key );
　　// 1 不激活关联的析构函数。
3 使一个键只被调用一次：使不同线程拥有不同的键。
　　int pthread_once( pthread_once_t *initflag, void (*initfn)(void));
4 获取/设置 键内数据。
　　void *pthread_getspecific( pthread_key_t key );
　　int pthread_setspecific( pthread_key_t key , const void *value );

 

4：特殊线程属性：可取消状态 和 可取消类型。

1 设置 可取消状态
　　int pthread_setcancelstate( int state, int *oldstate );
　　// 1 取消状态有两种： PTHREAD_CANCEL_ ENABLE/DISABLE 
2 设置 自己的取消点。
　　void pthread_testcancel( void );
　　// 1 取消状态作用：取消请求发出后，会在下一个取消点进行取消操作（个人理解退出线程）。
3 修改取消类型。
　　int pthread_setcanceltype( int type, int *oldtype )

 

 

5：线程和信号

1 线程阻止信号发送
　　int pthread_sigmask( int how, const sigset_t *restrict set, sigset_t *restrict oset );
2 等待信号。
　　int sigwait( const sigset_t *restrict set, int *restrict signop );
　　// 1 参数set指定线程等待的信号集。
　　// 2 参数signop 包含发送信号的数量。
　　// 3 在使用函数前，必须先阻塞它等待的信号。（参数一）
　　// 4 函数在执行时，会取消信号集的阻塞状态。
3 发送信号给线程。
　　int pthread_kill( pthread_t thread, int signo );
　　// 1 参数signo传递0，可以检查线程是否存在

 

 三、