线程(英语:thread)是操作系统能够进行运算调度的最小单位。运行时占用很少的系统资源。在用户看来,多个线程是同时执行,但从操作系统调度来看,各个线程是交替执行。系统不停的在各个线程之间切换,每个线程只有在系统分配给它的时间片内才能取得CPU的控制权,执行线程中的代码。 线程的调度:在用户没有设定线程间的调度策略时,系统默认采取基于时间片轮转的调度策略。此时,子线程要在主线程空闲的条件下才会执行。
线程和进程的比较
多线程和多进程 1. 在多进程情况下,每个进程都有自己独立的地址空间,而在多线程情况下,同一进程内的线程共享进程的地址空间.因此创建一个新的进程就要花费时间来为其分配系统资源,而创建一个新的线程花费的时间则要少的多 2. 在系统调度方面,由于进程地址空间独立而线程共享地址空间,线程间的切换速度要远远快过进程间的切换速度 3. 在通信机制方面,进程间的数据空间相互独立,彼此通信要以专门的通信方式进行,通信时必须经过操作系统.而同一进程内的多个线程共享数据空间,一个线程的数据可以直接提供给其他线程使用,而不必经过操作系统.因此,线程间的通信更加方便和省时 4. 可以提高应用程序的响应速度 5. 可以提高多处理器效率 6. 可以改善程序的结构
线程的创建
#include <pthread.h> int pthread_create(pthread_t thread,pthread_attr_t *attr,void *(*start_routine)(void *),void *arg); 参数 thread:指针,返回创建的线程ID attr:该参数返回线程属性的结构体,NULL表示默认属性 start_routine:函数指针,创建函数后要调用的函数,也称线程函数 arg:该参数指向传递给线程函数的参数ps:pthread为动态链接库,编译时需动态链接gcc xx xxx -lpthread
线程的属性
pthread_attr_t 结构体 typedef struct { int detachstate; //新创建线程是否与原进程脱离,PTHREAD_CREATE_JOINABLE,PTHREAD_CREATE_DETACH(不能恢复前一种) int schedpolicy; //调度策略 SCHED_OTHER(正常、非实时)SCHED_RR(实时、轮转法)SCHED_FIFO(实时、先入先出) struct sched_param schedparam; //表示线程的优先级 int inheritsched; //PTHREAD_EXPLICIT_SCHED新线程显示所传的attr的属性(默认),PTHREAD_INHERT_SCHED PTHREAD_INHERIT_SCHED 继承调用者的线程值 int scope; //表示线程间竞争CPU的范围 size_t guardsize; //警戒栈的大小 int stackaddr_set; //stack的地址集 void * stackaddr; //堆栈的地址 size_t stacksize; //堆栈的大小 } pthread_attr_t;通过get和set函数来修改或获取结构体的值
进程终止
通过return从线程函数返回通过调用函数pthread_exit()使线程退出调用pthread_cancel()取消线程任意线程调用exit(),或着主线程执行return,都会导致进程中的左右县测过立即终止 #include <pthread.h> int pthread_cancel(pthread_t thread); void pthread_exit(void *retval);当主线程调用pthread_cancel后,只是将取消请求发送给指定线程, 成功调用不能保证指定线程已经退出,需要调用pthread_join等待指定线程完全退出,再进行相关资源的释放。
可取消状态:当线程处于PTHREAD_CANCEL_ENABLE,收到cancel请求会使该线程退出运行;反之,若处于PTHREAD_CANCEL_DISABLE,收到的cancel请求将处于未决状态,线程不会退出。线程默认可取消状态为PTHREAD_CANCEL_ENABLE,可通过pthread_setcanceltype修改可取消类型。
可取消类型:当处于PTHREAD_CANCEL_DEFERRED,线程在收到cancel请求后,需要运行到取消点才能退出运行;如果处于PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS,可以在任意时间取消,只要收到cancel请求即可马上退出。线程启动时默认可取消类型为PTHREAD_CANCEL_DEFERRED,可通过pthread_setcanceltype修改可取消类型。
取消点:线程检查是否被取消并按照请求进行动作的一个位置。
资源管理问题
临界资源 临界资源为一个线程独占,当一个线程终止时,如果不释放其占有的临界资源,则该资源会被认为还被已经退出的线程所使用,因而永远不会得到释放,如果一个线程在等待使用这个临界资源,有可能无限制的等待,就形成来死锁。
当进程要使用临界资源时,要提出请求,如果该资源未被使用则申请成功,否则等待。临界资源使用完毕后要释放以便其它线程使用。
每一个线程都拥有一个函数栈,当线程遭取消时,会沿该栈从顶向下依次执行清理函数,首先会执行最近设置的函数,接着是次新的函数,当执行完所有清理函数后,线程终止。
#include <pthread.h> void pthread_cleanup_push(void (*routine)(void*),void *arg); void pthreadcleanup_pop(int execute);线程的等待 一般情况下,进程中各个线程的运行是独立的,线程的终止不会相互通知,也不会影响其他线程,终止进程的所占有的资源不会随着线程的终止归还系统,仍为线程所在的进程拥有。
void pthread_exit(void *retval); //线程退出 int pthread_join(pthread_t th,void *thread_return); //等待线程结束 int pthread_detach(pthread_t th); //进入DETACHED状态,该状态无法用join来同步一个可join的线程所占的内存仅当有线程对它执行pthread_join()后才会释放, 所以为了避免内存泄漏,所有线程终止时,或者已被设定为DETACHED,或者使用pthread_join()来回收资源。