线程的基本概念

2024-12-29 技术教程

一.有关于线程的定义

线程是进程执行的一个分支，运行在进程的内部，是调度的一个基本单元。线程不像进程强调独占，它更多强调的是共享。一个进程可以有多个控制流程即有多个线程，进程是承担和分配系统资源的基本实体。

举个例子：

进程好比是一个大家庭，而线程就相当于是家里的每一个成员，每个成员各司其职，共同让这个大家庭变得更好。这个大家庭的资源，每个成员都可以共享，但这并不是绝对的。因为每个成员都有自己私有的空间或秘密等。所以线程有和进程共同的东西，也有自己私有的。

线程和进程共同的：

1.文件描述符表：描述当前进程所打开的所有文件；

2.当前工作目录；

3.用户id；

4.信号处理方式

线程私有的：（2和3 是重点）

1.线程的id；

2.硬件上下文，包括各寄存器的值，栈指针和程序计数器；

3.栈空间（线程自己的）；

4.errno变量；

5.信号屏蔽字；//处理需要处理的，屏蔽不需处理的

6.调度优先级；

二.线程的控制

1.线程的创建

线程的创建是由POSIX 标准定义的，称为POSIX thread 或pthread。在编译的时候要加上_lpthread选项。

线程的创建函数：

pthread_create(pthread _t thread,const pthread_attr _t *attr,void*(*start_routine)(void*),void *arg);//arg 是给第三个传的参数

2.线程的终止

线程在创建退出后，主线程必须进行等待拿到其退出状态。函数原型为：

int pthread_join(pthread_t thread,void ** retval)

这个函数是以阻塞方式进行的。成功返回0，失败返回错误码。

第一个终止方式：

在线程内部直接return 或用函数 pthread_exit(void *retval);

第二个终止方式：

在线程内部使用pthread _cancel(pthread_t thread);

thread 可以用函数pthread_t pthread_self(void)获得当前线程自己的id。

第三个终止方式：

在主函数内部调用函数 pthread _cancel(pthread_t thread);

三.线程代码

1.只有一个子线程

//thread.c1#include<stdio.h>2#include<pthread.h>34void*thread_run(void*arg)5{67while(1)9{10printf("thisisthread\n");11sleep(1);12}15}16intmain()17{18pthread_ttid;19intret=pthread_create(&tid,NULL,thread_run,NULL);21while(1)22{23printf("thisismainthread\n");24sleep(2);25}26return0;27}

运行结果：

结果分析：

一直在运行着，没有终止。想要终止，调用终止函数。如下：

第一种终止方式：return 或者 pthread_exit()

//thread.c1#include<stdio.h>2#include<pthread.h>34void*thread_run(void*arg)5{6intcount=5;7while(count-->0)8{910printf("thisisthread\n");11sleep(1);12}13//return(void*)1;14pthread_exit((void*)1);15}16intmain()17{18pthread_ttid;19intret=pthread_create(&tid,NULL,thread_run,NULL);20intcount=10;21while(count-->0)22{23printf("thisismainthread\n");24sleep(2);25}26//pthread_cancel(tid);27void*status=0;28intretu=pthread_join(tid,&status);29if(retu==0)30{31printf("pthread_join:code:%d\n",(int)status);3233}34return0;35}

运行结果：

分析：

当在子线程中调用return 或者使用pthread_exit()函数终止子线程。主线程依然在跑。

第二种终止方式：pthread_cancel(pthread_self());

//thread.c1#include<stdio.h>2#include<pthread.h>34void*thread_run(void*arg)5{6intcount=5;7while(count-->0)8{910printf("thisisthread\n");11sleep(1);12}1314pthread_cancel(pthread_self());15}16intmain()17{18pthread_ttid;19intret=pthread_create(&tid,NULL,thread_run,NULL);20intcount=10;21while(count-->0)22{23printf("thisismainthread\n");24sleep(2);25}2627void*status=0;28intretu=pthread_join(tid,&status);29if(retu==0)30{31printf("pthread_join:code:%d\n",(int)status);3233}34return0;35}

实验结果：

分析：

在子线程中调用pthread_cancel()终止自己，不过要通过pthread_self()来获取自己的id。主线程还在跑，并且拿到子线程退出状态。

第三种终止方式：

//thread.c1#include<stdio.h>2#include<pthread.h>34void*thread_run(void*arg)5{6intcount=5;7while(count-->0)8{910printf("thisisthread\n");11sleep(1);12}1314pthread_cancel(pthread_self());15}16intmain()17{18pthread_ttid;19intret=pthread_create(&tid,NULL,thread_run,NULL);20intcount=10;21while(count-->0)22{23printf("thisismainthread\n");24sleep(2);25}2627void*status=0;28intretu=pthread_join(tid,&status);29if(retu==0)30{31printf("pthread_join:code:%d\n",(int)status);3233}34return0;35}

实验结果：

与上一个结果一样，只不过是在主函数中调用pthread_cancel()来终止子线程。是被取消的，不是自己主动的。

注：还有一种终止方式，在子线程中通过调用exit()函数，此时进程终止，因为进程终止调用这个函数。一般不会使用其终止线程。将上述代码thread_run()函数中用exit（）函数：

4void*thread_run(void*arg)5{6intcount=5;7while(count-->0)8{910printf("thisisthread\n");11sleep(1);12}1314exit(1);15}

运行结果：

当子线程调用exit时，进程终止，也跑了5次。

2.创建多个线程：

41void*thread1(void*arg)42{43intcount=5;44while(count-->0)45{4647printf("thisisthread1:%d,thread_t:%u\n",(int)arg,pthread_self());48sleep(1);49}505152}5354void*thread2(void*arg)55{56intcount=5;57while(count-->0)58{5960printf("thisisthread2:%d,thread_t:%u\n",(int)arg,pthread_self());61sleep(1);62}63void*thread2(void*arg)64{65intcount=5;66while(count-->0)67{68intcount=5;69while(count-->0)70{7172printf("thisisthread3:%d,thread_t:%u\n",(int)arg,pthread_self());73sleep(1);74}757677}78intmain()79{80pthread_ttid1,tid2,tid3;81pthread_create(&tid1,NULL,thread1,(void*)1);82pthread_create(&tid2,NULL,thread2,(void*)2);83pthread_create(&tid3,NULL,thread3,(void*)3);84sleep(2);85pthread_cancel(tid3);86void*ret=NULL;87pthread_join(tid1,&ret);88pthread_join(tid2,&ret);89pthread_join(tid3,&ret);90return0；}

运行结果：

四.分离线程

在任意时间点上，线程是可结合的或者是分离的，默认线程创建是可结合的。由于调用pthread_join()函数后，如果该线程没有运行结束，调用者会被阻塞，这时可在子线程中加入代码：

pthread_detach(pthread_self());也可在主函数中调用pthread_detach(pthread_t thread)；