说明:文章所有内容均截选自实验楼教程【Linux多线程编程入门指南】(教程链接:https://www.shiyanlou.com/courses/731)第一节部分内容,该教程总共三节:
线程的基本概念
线程的高级话题
线程的互斥与同步
什么是线程
线程是操作系统能够进行调度运算的最小单位,它被包含在进程之中,是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流,一个进程中可以并发多个线程,每条线程并行执行不同的任务。
linux操作系统使用符合POSIX线程作为系统标准线程,该POSIX线程标准定义了一整套操作线程的API。
线程的创建一个线程的生命周期起始于它被创建的那一刻,创建线程的接口:
#include <pthread.h> int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine) (void *), void *arg);
函数说明:
POSIX thread 简称 pthread
pthread_t 是 unsigned long int 类型的变量,用来表示线程的ID
函数参数:
(输出参数)thread:由pthread_create在线程创建成功后返回的线程句柄,该句柄在后续操作线程的API中用于标志该新建的线程;
(输入参数)start_routine:新建线程的入口函数;
(输入参数)arg:传递给新线程入口函数的参数;
(输入参数)attr:指定新建线程的属性,如线程栈大小等;如果值为NULL,表示使用系统默认属性。
函数返回值:
成功,返回0;
失败,返回相关错误码。
需要注意:
主线程,这是一个进程的初始线程,其入口函数为main函数。
新线程的运行时机,一个线程被创建之后有可能不会被马上执行,甚至,在创建它的线程结束后还没被执行;也有可能新线程在当前线程从pthread_create前就已经在运行,甚至,在pthread_create前从当前线程返回前新线程就已经执行完毕。
线程ID在新线程被创建后,便有了一个在其所在进程内(线程依附于进程而存在)唯一的标识符,由pthread_t表示,称为线程ID。一个线程可以调用以下接口获取其ID:
可以看出,同一进程内的线程间除了栈是特有的,其他内存资源几乎都是共享的。共享意味着,多个线程可以同时修改某一内存区,且该修改对同一进程的所有线程都是可见的。
线程的终止一个线程的终止分两种形式:被动终止和主动终止
被动终止有两种方式:
线程所在进程终止,任意线程执行exit函数,都会导致进程终止,从而导致依附于该进程的所有线程终止。
其他线程调用pthread_cancel请求取消该线程。
主动终止也有两种方式:
在线程的入口函数中执行return语句,main函数(主线程入口函数)执行return语句会导致进程终止,从而导致依附于该进程的所有线程终止。
线程调用pthread_exit函数,main函数(主线程入口函数)调用pthread_exit函数, 主线程终止,但如果该进程内还有其他线程存在,进程会继续存在,进程内其他线程继续运行。
线程终止函数:
include <pthread.h> void pthread_exit(void *retval);
线程调用pthread_exit函数会导致该调用线程终止,并且返回由retval指定的内容(如何获取返回值后面介绍)。
注意:retval不能指向该线程的栈空间,否则可能成为野指针!
管理线程的终止1 线程的连接
一个线程的终止对于另外一个线程而言是一种异步的事件,有时我们想等待某个ID的线程终止了再去执行某些操作,pthread_join函数为我们提供了这种功能,该功能称为线程的连接:
include <pthread.h> int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);
参数说明:
thread(输入参数),指定我们希望等待的线程
retval(输出参数),我们等待的线程终止时的返回值,就是在线程入口函数中return的值或者调用pthread_exit函数的参数
返回值:
成功时,返回0
错误时,返回正数错误码
当线程X连接线程Y时,如果线程Y仍在运行,则线程X会阻塞直到线程Y终止;如果线程Y在被连接之前已经终止了,那么线程X的连接调用会立即返回。
连接线程其实还有另外一层意义,一个线程终止后,如果没有人对它进行连接,那么该终止线程占用的资源,系统将无法回收,而该终止线程也会成为僵尸线程。因此,当我们去连接某个线程时,其实也是在告诉系统该终止线程的资源可以回收了。
注意:对于一个已经被连接过的线程再次执行连接操作, 将会导致无法预知的行为!**
2 线程的分离
有时我们并不在乎某个线程是不是已经终止了,我们只是希望如果某个线程终止了,系统能自动回收掉该终止线程所占用的资源。pthread_detach函数为我们提供了这个功能,该功能称为线程的分离:
#include <pthread.h> int pthread_detach(pthread_t thread);
参数说明:
thread(输入参数),指定希望执行分离操作的线程
返回值:
成功时,返回0
错误时,返回正数错误码
默认情况下,一个线程终止了,是需要在被连接后系统才能回收其占有的资源的。如果我们调用pthread_detach函数去分离某个线程,那么该线程终止后系统将自动回收其资源。
注意,一个线程如果已经被分离了,那么我们就无法再去连接它了
最后:关于线程的实例应用以及基本概念的实例演示,上实验楼查看教程【Linux多线程编程入门指南】(教程链接:https://www.shiyanlou.com/courses/731)即可查看~
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