【linux线程(一)】什么是线程?怎样操作线程?

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Linux线程

1. 前言
2. 什么是线程?
3. 线程和进程的区别和联系
4. Linux下如何操作线程?
5. pthread线程库讲解
6. 线程和前面知识的汇总
7. 总结以及拓展

1. 前言

可能大家对多线程这三个字早有耳闻,
那么到底什么是线程?为什么要有它?
它和进程之间有什么联系?

本章重点:

本篇文章着重讲解线程的基本概率,
以及进程和线程的对比,最后会讲解
在Linux下如何创建,控制,终止,等待线程

2. 什么是线程?

程序中的一个执行路线就叫做线程

一个进程至少要有一个执行线程,单个进程本身就是一个执行流,所以单个进程某种意义上也是一个线程(是主线程).线程在进程内部运行，本质是在进程地址空间内运行.在Linux系统中，在CPU眼中，看到的PCB都要比传统的进程更加轻量化

在Linux系统下,线程是轻量化的进程,我们知道进程有PCB结构和程序地址空间,那么线程的话只有PCB,它的地址空间是和主线程共享的,如下图:

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综上所述,线程就是一个没有独立的地址空间的PCB结构,线程的资源是从最开始的主线程,也就是进程来的.而站在CPU的视角,CPU调度的是PCB结构,CPU只认PCB,它并不关心此PCB是进程的还是线程的,所以线程被称为系统调度的基本单位.而在Linux操作系统下,线程就是轻量化的进程

3. 线程和进程的区别和联系

通过上面对线程的描述,我们可以窥探到:

线程是担任系统调度的基本实体
进程是担任系统资源分配的基本实体

虽然线程共享进程数据,但也拥有自己的数据:

线程ID
栈区资源
信号屏蔽字
调度优先级

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使用指令: ps -al查看线程ID

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主线程的PID和LWP相同,CPU调度时是在看LWP,而不是PID,线程的PID和主线程相同,自己独有LWP

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4. Linux下如何操作线程?

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由于pthred是第三方库
所以编译时要加上-lpthread的字段

如何创建线程

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第一个参数需要传入一个pthread_t类型的变量,这个变量我们需要先定义.所谓的pthread_t,实际上本质就是unsigned long int类型,第二个参数我们一般设置为空.第三个参数要传入线程启动后要执行的函数的地址,这个函数的返回值和参数都是void*,最后一个参数是传入给函数形参的,要强转为void*

一般的编码格式:

void *route(void *arg) {
	while(1) {
		printf("I'am a thread \n");
		sleep(1);
	}
}
int main()
{
	pthread_t tid;
	int ret;
	if ( (ret=pthread_create(&tid, NULL, rout, NULL)) != 0 ) {
		fprintf(stderr, "pthread_create : %s\n", strerror(ret));
		exit(-1); //如果创建线程失败会走进此语句
	}
	int i;
	for(; ; ) {
		printf("I'am main thread\n");
		sleep(1);
	}
	return 0;
}

如何终止线程

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一般使用return返回的来终止线程

如何进行线程等待

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假如不进行线程等待,可能会出现类似于僵尸进程的问题

一般编码格式:

void *thread_run( void * arg )
{
	pthread_detach(pthread_self());
	printf("%s\n", (char*)arg);
	return NULL;
}
int main( void )
{
	pthread_t tid;
	if ( pthread_create(&tid, NULL, thread_run, "thread1 run...") != 0 ) {
		printf("create thread error\n");
		return 1;
	}
	int ret = 0;
	sleep(1);//很重要，要让线程先分离，再等待
	if ( pthread_join(tid, NULL ) == 0 ) {
		printf("pthread wait success\n");
		ret = 0;
	} else {
		printf("pthread wait failed\n");
		ret = 1;
	}
	return ret;
}

如何进行线程分离

假如创建一个线程后,不想关心它的返回值,此时使用join等待实际上是一种负担,所以使用线程分离后,可以把创建的线程和主线程分离,这样就不会影响到主线程

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pthread_self()函数可以返回当前线程的线程ID,所以假设我们想要当前线程与主线程脱离关系,可以这样写: pthread_detach(pthread_self());

一般编码格式:

void *thread_run( void * arg )
{
	pthread_detach(pthread_self());
	printf("%s\n", (char*)arg);
	return NULL;
}
int main( void )
{
	pthread_t tid;
	if ( pthread_create(&tid, NULL, thread_run, "thread1 run...") != 0 ) {
		printf("create thread error\n");
		return 1;
	}
	int ret = 0;
	sleep(1);//很重要，要让线程先分离，再等待
	if ( pthread_join(tid, NULL ) == 0 ) {
		printf("pthread wait success\n");
		ret = 0;
	} else {
		printf("pthread wait failed\n");
		ret = 1;
	}
	return ret;
}