GroupBlog

线程的概念

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。