—线程控制上篇

Posted 2022-12-11 the_scent_of_th_soul

既然要讨论线程，那么，什么是线程呢？
线程的概念：线程是计算机中独立运行的最小单位，系统会给每个线程分配一个时间片，每个线程都在给它分配好的时间片内取得CPU的控制权，执行线程中的代码。

既然有每个线程这个概念，可见线程不是只能有一个。Linux操作系统支持多线程，它在一个进程内生成了许多个线程。一个进程可以拥有一至多个线程。
多线程的特别之处：

同一进程内的线程共享进程的地址空间
线程间的切换速度超级快，比进程间的切换速度快多了——论多线程的重要性.....
线程间的通信又方便又省时（因为共享数据空间）
线程与进程内的线程共享程序代码，一段代码可以同时被多个线程执行。

创建线程： 线程的创建通过pthread_create来完成，该函数的声明如下：

int pthread_creat(pthread_t *thread, pthread_attr_t *attr, void* (*start_routine)(void *) , void *arg);
/*
thread:用来返回创建的线程ID
attr:用来指定线程的属性，NULL表示使用默认属性。
star_routine:函数指针，指向  线程创建后要调用  的函数（线程函数）
arg:指向传递给线程函数的参数。
*/

1. 如果线程创建成功，pthread_create函数的返回值是0，若不是0，则说明创建线程失败。
2. 线程创建成功后，新创建的线程开始运行第3个参数所指向的函数，原来的线程继续运行。

线程终止： Linux下有两种方式使线程终止，一种是通过return从函数返回，第二种是通过调用pthread_exit()函数使线程退出。该函数原型如下：

void pthread_exit(void * retval);

/*如果是主线程调用该函数，则仅仅是主线程消亡，进程及进程内的其他线程不会终止，直到所有线程结束，进程才会结束。
如果是在主函数返回或者调用exit函数退出主线程，则进程及进程内的所有线程都会结束所以不能过早的从main函数返回。
*/

线程终止最重要的问题是资源释放的问题，特别是一些临界资源，如果不释放的话会造成一些意想不到的错误。

pthread_cleanup_push()
pthread_cleanup_pop()
这一对函数用于自动释放资源，它们必须成对出现，且必须位于同一代码中才能通过编译。

从pthread_cleanup_push()调用点到pthread_cleanup_pop()之间的程序段中的终止动作（如调用pthread_exit）都将执行pthread_cleanup_push()所指定的清理函数。

#include<pthread.h>
pthread_mutex_t mutex;
void * thread1(void *arg)

    pthread_cleanup_push(pthread_mutex_unlock, &mutex);
    pthread_mutex_lock(&mutex);//上锁
    printf("test\\n");
    //pthread_mutex_unlock(&mutex);//解锁
    pthread_cleanup_pop(1);
    pthread_exit(0);

在lock和unlock之间可能发生任何事情，很有可能会导致死锁,。例如在上面的例子中如果没有这一对清理函数的话，锁就不会被释放，就形成了死锁。在这里push函数里面的第一个参数（pthread_mutex_unlock）是一个解锁回调函数的函数名（解锁函数的入口），当执行到pop时，程序会根据这个入口自动执行解锁函数。这样，就保证了锁资源一定会被释放。
注意: pop的参数此时是1。如果把解锁那一行的注释去掉的话，pop的参数就要改成0以避免执行两次解锁.

线程终止时另外一个要注意的问题是线程间的同步问题。
一般情况下，进程中各个线程的运行是相互独立的，线程的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并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所持有。
类似于进程的wait函数，pthread_join()函数用来等待一个线程结束。该函数的声明如下：

int pthread_join(pthread_t th, void * thread_return);
/*
pthread_join()的调用者将被挂起等待th线程终止
被等待的线程应该处于可join状态，即不能是DETACHED状态。
*/

DETACHED状态：
是指对某个线程执行pthread_detach()后其所处的状态。
或者是在属性设置的时候将detachstate设置为PTHREAD_CREATE_DETACH状态。
处于DETACHED状态的线程无法由pthread_join()同步。

下面是一个线程同步的例子：

#include<pthread.h>
void* assisthread(void * arg)//

    printf("I am helping to do some jobs\\n");
    pthread_detach( pthread_self()  );  //设置DETACHED状态
    printf("1234\\n");                  //虽然已经分离状态但线程并没有退出  
    pthread_exit(0);                   //线程退出


int main(void)

    pthread_t assistthid;
    int status;                     //用于测试线程是否正常退出
    int ret;                       //获取pthread_join函数的返回值
    /*pthread_create创建一个线程*/
    pthread_create(&assistthid, NULL, (void *)assisthread, NULL);
    sleep(5);
    //ret=pthread_join(assistthid,(void *)&status);
    //printf("%d\\n", ret);
    //printf("exit is caused:%d\\n",status);
    printf("hahahah\\n");         //主线程里面的以一些测试            
    return 0;

可以把下面三行注释去掉然后把pthread_detach函数那一行注释掉，可检测pthread_join的作用

为了避免内存泄露，所有线程的终止时，要么已被设为DETACHED状态在线程终止时系统自动释放资源，要么使用pthread_join函数等待，当创建的线程结束时，pthread_join函数返回，释放资源。