在写线程总结前，鸭鸭先来说说从上一章我们了解到的，进程和线程的异同点～
- 相同点：
无论是进程还是线程，都是用来实现多任务并发的技术手段．二者都可以独立调度．在多任务程序中，子进程(子线程)的调度一般与父进程(父线程)平等竞争。 - 不同点：
- 进程是操作系统资源分配的基本单位，线程是调度的基本单位．进程也可以被调度，但是线程是更小的可以调度的单位
- 进程在执行过程中拥有独立的内存单元，线程基本上不拥有系统资源，它与同属一个进程的其他线程共享进程拥有的资源
- 进程的个体间是完全独立的，而线程间是彼此依存的．多进程环境中，任何一个进程的终止，不会影响到其他进程；而多线程环境中，父线程终止，全部子线程被迫终止(没有了资源)
那么这章，在进程的基础上学习线程～
先来看看线程和进程的关系：
线程是计算机中独立运行的最小单位，运行时占用很少的系统资源．由于每个线程占用的CPU时间是由系统分配的，因此可以把线程看成操作系统分配CPU时间的基本单位．
在用户看来，多个线程是同时执行的
从操作系统调度上看，各个线程是交替执行的
系统不停地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段内才能取得CPU的控制权，执行线程中的代码
PS.只是针对单CPU单核，在多CPU多核的主机上，多个线程是可以同时运行的
在一个进程中可以包含若干个线程，当然一个进程中至少有一个线程，不然没有存在的意义
那么多线程相对于多进程的优点如下：
- 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
- 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
- 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
PS.这三条概括起来就是节约资源和时间 - 可以提高应用程序的响应速度
- 可以提高多处理器效率
- 可以改善程序的结构
虽然线程在进程内部共享地址空间，打开的文件描述符等资源，但是它也有其私有的数据信息：
- 线程号(thread ID)：唯一
- 寄存器(包括程序计数器和堆栈指针)
- 堆栈
- 信号掩码
- 优先级
- 线程私有的存储空间
如何创建线程
单线程的程序是按照一定的顺序执行的，如果在主线程里创建线程，程序此时产生分支，变成两个程序执行；其实这个多进程不一样，子进程是通过拷贝父进程的地址空间来实现的，而各线程共享程序代码，一段代码可以被多个线程执行
#include<pthread.h>
int pthread_creat(pthread_t *thread,pthread_attr_t *attr,void *(*start_routine)(void *),void *arg);emm..鸭鸭看到这些参数，有点懵= =我们一个一个来看
- thread：指针，线程创建成功返回创建的线程ID
- attr：指向pthread_attr_t结构体的指针，指定线程的属性，NULL表示使用默认属性
- start_routine：函数指针，指向线程创建后要调用的函数，这个被线程调用的函数也称为线程函数
- arg：指针，指向传递给线程函数的参数
线程创建成功函数返回0，若不为0说明创建线程失败．
错误代码：
EAGAIN:线程数目过多，系统限制创建新的线程
EINVAL:线程属性值非法线程创建成功后，新创建的线程开始运行第三个参数所指向的函数，原来的线程继续运行
创建线程的其他系统函数：
pthread_t pthread_self(void) //获取本线程的线程ID
int pthread_equal(pthread_t thread1,pthread_t thread2) //判断两个线程ID是否指向同一线程
int pthread_once(pthread_once_t *once_control,void (*init_routine)(void)) //用来保证init_routine线程函数在进程中只执行一次现在我们再来详细看看pthread_attr_t结构体～～
typedef struct
{
int detachstate;
int schedpolicy;
struct sched_param schedparam;
int inheritsched;
int scope;
size_t guardsize;
int stackaddr_set;
void* stackaddr;
size_t stacksize;
}pthread_attr_t;这个鸭鸭并没有深究..．
线程终止
- return 从线程函数返回
- 调用pthread_exit()使线程退出
#include<pthread.h>
void pthread_exit(void *retval);在主线程中，如果从main函数返回或是调用了exit函数退出主线程，则整个进程将终止，进程中的所有线程也终止
如果主线程调用pthread_exit函数，则仅仅是主线程消亡，进程不会结束，进程内的其他线程也不会终止，直到所有线程结束，进程才终止
- 线程终止有一个很重要的问题，资源释放，特别是临界资源
什么是临界资源？
在一段时间内只能被一个线程所持有
当线程要使用临界资源时需提出请求，如果该资源未被使用则申请成功，否则等待．临界资源使用完以后要释放以便其他线程可以使用
pthread_cleanup_push()，pthread_cleanup_pop()用于自动释放资源．
从pthread_cleanup_push()的调用点到pthread_cleanup_pop()之间的程序段中的终止动作都将执行pthread_cleanup_push()所指向的清理函数(如pthread_exit())
这两个函数是以宏形式提供的：
#include<pthread.h>
#define pthread_cleanup_push(routine,arg)
{
struct _pthread_cleanup_buffer buffer;
_pthread_cleanup_push(&buffer,(routine),(srg));
#define pthread_cleanup_pop _pthread_cleanup_pop(&buffer,(exeute));
} - 程序终止还有一个要注意的问题是线程间的同步问题
线程中各个线程的运行是相互独立的，线程终止并不会相互通知，也不会影响其他线程，终止的线程所占用的资源不会随着线程的终止而归还给系统，而是仍为线程所在的进程持有．
线程也有类似进程wait()系统调用来等待其他进程结束
#include<pthread.h>
void pthread_exit(void* retvai);
int pthread_join(pthread_t th,void* thread_return);
int pthread_detach(pthread_t th);什么是私有数据(TSD)？？？
一键多值，通过键值访问不同的数据
#include<pthread.h>
int pthread_key_create(pthread_ket_t *key,void(*destr_function)(void *)); //创建一个键
int pthread_setspecific(pthread_key_t key,const void * pointer)); //为一个键设置线程私有数据
void* pthread_getspecific(pthread_key_t key); //从一个键读取线程私有数据
int pthread_key_delete(pthread_key_t key); //删除一个键- pthread_key_create：他的第一个参数key为指向键值的指针，第二个参数为一个函数指针，如果指针不为空，则在线程退出时将以key所关联的数据为参数调用destr_function()，释放分配的缓冲区．
从TSD池中分配一项，将其值赋给key供以后访问使用．key一旦被创建，所有线程都可以访问它，但各线程可根据自己的需要往key中填入不同的值，即提供了一个同名而不同值的全局变量，一键多值
一键多值靠的是一个关键数据结构数组，即TSD池
static struct pthread_key_struct pthread_keys[PTHREAD_KEYS_MAX]={(0,NULL)};pthread_setspecific：该函数将pointer的值（不是内容）与key相关联．用pthread_setspecific为一个键指定新的线程数据时，线程必须先释放原有的线程数据用以回收空间
pthread_getspecific：通过该函数得到与key相关联的数据
pthread_key_delete：该函数用来删除一个键，删除后，键所占用的内存被释放，但是与该键相关联的线程数据所占用的内存不会被释放．因此，线程数据的释放必须在释放键之前完成
怎样处理线程同步问题？
互斥锁(通过锁机制来实现线程间的同步)
在同一时刻只允许一个线程执行一个关键部分的代码
| 函数(pthread.h) | 功能 |
|---|---|
| pthread_mutex_init | 初始化一个互斥锁 |
| pthread_mutex_destroy | 注销一个互斥锁 |
| pthread_mutex_lock | 加锁，如果不成功，阻塞等待 |
| pthread_mutex_unlock | 解锁 |
| pthread_mutex_trylock | 测试加锁，如果不成功立刻返回，错误码为EBUSY |
1.使用互斥锁前必须先进行初始化
- 静态赋值法，将宏结构常量PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER赋给互斥锁
pthread_mutex_t = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER- 通过pthread_mutex_init函数初始化互斥锁
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex,const pthread_mutexattr_t *mutexattr);2.初始化以后就可以给互斥锁加锁了
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex); 加锁时，不论哪种类型的锁，都不可能被两个不同的线程同时得到，其中一个必须等待解锁，在同一进程中的线程，如果加锁后没有解锁，则其他线程将无法再获得该锁
3.接下来就是解锁
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);使用该函数必须满足两个条件，一是互斥锁必须处于加锁状态，二是调用本函数的线程必须是给互斥锁加锁的线程；解锁后如果有其他线程在等待互斥锁，等待队列中的第一个线程获得互斥锁
4.清除互斥锁
int pthread_mutex_destory(pthread_mutex_t *mutex);清除锁要求处于开放状态，若锁处于锁定状态，函数返回EBUSY；成功执行返回0
条件变量(利用线程间共享的全局变量进行同步的一种机制)
两个动作：
一个等待使用资源的线程等待＂条件变量被设置为真＂
另一个线程在使用完资源后＂设置条件为真＂
| 函数(pthread.h) | 功能 |
|---|---|
| pthread_cond_init | 初始化条件变量 |
| pthread_cond_wait | 基于条件变量阻塞，无条件等待 |
| pthread_cond_timedwait | 阻塞直到指定时间发生，计时等待 |
| pthread_cond_signal | 解除特定线程的阻塞，存在多个等待线程时按入队顺序激活其中一个 |
| pthread_cond_broadcast | 解除所有线程的阻塞 |
| pthread_cond_destory | 消除条件变量 |
1.条件变量的初始化
- 静态赋值法，将宏结构常量PTHREAD_COND_INITIALIZER赋给互斥锁
pthread_mutex_t = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER- 通过pthread_cond_init函数初始化
int pthread_cond_init(pthread_cond_t *cond,pthread_condattr_t *cond_attr);
cond_attr通常是NULL2.等待条件成立
int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *cond,pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_cond_timewait(pthread_cond_t *cond,pthread_mutex_t *mutex,const struct timespec *abstime); pthread_cond_wait函数释放由mutex指向的互斥锁，同时使当前线程关于cond指向的条件变量阻塞，直到条件被信号唤醒
条件表达式在互斥锁的保护下求值，如果条件表达式为假，那么线程基于条件变量阻塞
当一个线程改变条件变量的值时，条件变量获得一个信号，使得等待条件变量的线程退出阻塞状态
pthread_cond_timewait不同的地方在于将阻塞直到条件变量获得信号或者经过由abstime指定的时间，也就是说，在给定时刻前没有满足，则返回ETIMEOUT，结束等待
3.激活等待条件成立的线程
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);
int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);4.清除条件变量
int pthread_cond_destory(pthread_cond_t *cond);只有在没有线程等待该条件变量的时候才能清除这个条件变量，否则返回EBUSY
异步信号(利用线程间共享的全局变量进行同步的一种机制)
Linux操作系统中，进程在内核中实现，线程在内核外实现
Linux线程本质上是轻量级的进程
线程同进程一样也可以接受和处理信号，信号也是一种线程间同步的手段
信号与任何线程都是异步的，也就是说信号到达线程的时间是不定的
如果有多个线程可以接收异步信号，则只有一个被选中
int pthread_kill(pthread_t threadid,int signo);
用来向特定的线程发送信号signoint pthread_sigmask(int how,const sigset_t *newmask,sigset_t *oldmask);
用来设置线程的信号屏蔽码，但对不允许屏蔽的Cancel信号和不允许响应的Restart信号进行了保护int sigwait(const sigset_t *set,int *sig);
用来阻塞线程，等待set中指定的信号之一到达，并将达到的信号存入*sig中出错处理
记住两个函数，灵活运用，可以快速发现问题所在
根据错误码获取一个描述错误信息的字符串：
#include<string.h>
char* strerror(int errnum);根据errno打印对应的错误提示信息：
#include<stdio.h>
void perror(const char *message);错误码详见另一篇博客～