关于线程

xiaoxiao2021-02-28  106

一、线程的概念:

我们知道进程是在各自独立的地址空间中运行,进程之间共享数据需要mmap(映射)或者进程间通信机制,如果我们需要在一个进程中间同时进行多个控制流程,这是我们就引入了线程。

(1)线程和进程的区别:

--线程在进程的地址空间执行

--线程是进程的执行分支

--线程是调用的基本单

--进程是分配资源的基本单位

--Linux下的进程叫做轻量级进程

--Linux下没有真正的意义上的线程有真正的意义上的线程(它是用进程模拟的 )         

(2)线程是在进程是进程下的,那么他们肯定是有资源共享的,那么包括:

1. 文件描述符表

2. 每种信号的处理方式(SIG_IGN、SIG_DFL或者自定义的信号处理函数)

3. 当前工作目录

4. 用户工作目录 id和 组id  

 (3)资源每个线程各有一份:

1 .线程id;

2. 上下文,包括各种寄存器的值、程序计数器和栈指针

3. 栈空间

4. errno变量

5. 信号屏蔽字

6. 调度优先级

我们学习的线程库函数是由POSIX标准定义的,称为POSIX thread或者pthread。在Linux上线程函数ad共享库中,因此在编译时要加上-pthread选项。

二、 线程的创建

1,原形:#include <pthread.h> int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine) (void *), void *arg);       Compile and link with -pthread.2,返回值:成功返回0,失败返回错误号。以前学过的系统函数都是成功返回0,失败返回-1,而错误 号保存在全局变量errno中,而pthread库的函数都是通过返回值返回错误号,虽然每个线程也都 有一个errno,但这是为了兼容其它函数接口而提供的,pthread库本身并不使用它,通过返回值 返回错误码更加清晰。

3,参数:thread, 线程id, 输出型参数,attr:线程属性,start_routine:函数指针; arg:传给函数的参数rg:传给函数的参数

4,错误信息:由于pthread_create的错误码不保存在errno中,因此不能直接⽤用perror(3)打印错误信息,可以先 用strerror(3)把错转换成错误信息再打印。

二:终止线程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.从线程函数return。这种方法对主线程不适用,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。 关于pthread_exit#include<pthread.h>     void pthread_exit(void *retval); retval是void *类型,和线程函数返回值的用法一样,其它线程可以调用pthread_join获得这个指 针。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。 三:线程等待一个线程创建后,如果不回收会怎么样? 会如图僵尸进程一般(再一次证明线程是用进程所模拟的); int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);调用该函数的线程将挂起等待,直到id为thread的线程终止。成功返回0,失败返回错误号。 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: 1.如果thread线程通过return返回,value_ptr所指向的单元里存放的是thread线程函数的返 回值。 2.如果thread线程被别的线程调用pthread_cancel异常终掉,value_ptr所指向的单元里存放 的是常数PTHREAD_CANCELED。 (Linux下是-1) 3.如果thread线程是自己调用pthread_exit终止的,value_ptr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value_ptr 参数。  四:打印线程id      pthread_t pthread_self(); 五:打印错误码:      strerror(err); 总结: 1、进程是系统分配资源的基本单位,而线程是执行的基本单位。 2、线程在他在进程的内部运行,在linux中轻量级进程有可能就是线程。 3、由于进程之间代码段可数据段是共享的,所以线程间通信是很容易的。 4、由于线程是在一个进程内部运行的,所以线程的pid和组id是相同的,但是线程的id是不同的。 5、一般情况下创建出来的线程的优先级都是平等的。 6、进程强调独立,线程强调共享。线程优点:成本小,调度快, 但是不稳定。一个线程出现问题,整个进程都会出现问题,其它都会挂。任何一个线程有exit或者_exit,则所有线程都终止。 六:线程分离: 1,在任何一个时间点上,线程是可结合的(joinable)或者是分离的(detached)。 2,一个可结合的线程能够被其他线程收回其资源和杀死。在被其他线程回收之前,它的存储器资源 (例如栈)是不释放的。 3,一个分离的线程是不能被其他线程回收或杀死的,它的存储器资源在它终止时由系统自动释放。 4,默认情况下,线程被创建成可结合的。为了避免存储器泄漏,每个可结合线程都应该要么被显示地回收,即调用pthread_join;要么通过调用pthread_detach函数被分离。 5,如果一个可结合线程结束运行但没有被join,则它的状态类似于进程中的Zombie Process,即还有一部分资源没有被回收,所以创建线程者应该调用pthread_join来等待线程运行结束,并可得到线程的退出代码,回收其资源。 6,由于调用pthread_join后,如果该线程没有运行结束,调用者会被阻塞,在有些情况下我们并不希望如此。 例如,在Web服务器中当主线程为每个新来的连接请求创建一个子线程进行处理的时候,主线程并不希望因为调用pthread_join而阻塞(因为还要继续处理之后到来的连接请求),这时可以在子线程中加入代码 pthread_detach(pthread_self())或者父线程调用 pthread_detach(thread_id)(非阻塞,可立即返回)这将该子线程的状态设置为分离的(detached),如此一来,该线程运行结束后会自动释放所有资源。   
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