#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void* test(void* arg)

while(1)

printf("I'm test,heheda\\n");
sleep(1);

int main(void)

   test(NULL);

   while(1)

       printf("I'm master,hahahahahaha\\n");
sleep(1);

程序输出结果为：

原因：

上述进程中只有一条执行分支，当该执行分支进入test函数时，遇上while(1)死循环出不来了

如果想两个死循环的printf都被执行，要怎么办

==> 需要两个执行分支

四.线程API

Linux中使用的线程是基于POSIX提供的线程机制 ==》 POSIX Thread 简称 pthread，由libpthread.so库提供相应接口函数（自带该库）

1）创建线程

NAME
pthread_create - create a new thread
           创建一个新的线程（执行分支）
SYNOPSIS
#include <pthread.h>

int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,
void *(*start_routine) (void *), void *arg);
           @thread:指向一个pthread_t类型的变量空间，用来保存线程编号 tid
@attr：指定线程属性，一般为NULL，表示默认属性（如果需要修改属性，通常是后期用相应接口函数修改）
@start_routine：函数指针，指向一个 void*返回值，void*参数的函数，
           即指定新创建的线程要执行的函数，也被称为线程函数
@arg：void*地址，表示传递给线程函数的参数
返回值：
成功返回 0
失败返回 !0,即失败的错误编码

Compile and link with -pthread. 编译链接时请加上 -pthread

练习：

请用线程，将上述例子代码中的两个printf数据都打印

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>

void* test(void* arg)

while(1)

printf("I'm test,heheda\\n");
sleep(1);

int main(void)

   pthread_t tid = 0;
   int ret = 0;

   /* 创建一个新的线程，并指定线程去执行test函数 */
   ret = pthread_create(&tid,NULL,test,NULL);
   if(0 != ret)

       printf("pthread_create error:%d\\n",ret);
       return -1;


   while(1)

       printf("I'm master,hahahahahaha\\n");
sleep(1);

编译：

运行结果：

pstree命令以树状图查看进程信息

2）线程的退出

线程退出有两种方式：

S.主线程退出则表示进程退出，因此所有依赖于该进程的线程也全部会结束

a.线程主动退出

线程函数执行结束

在线程任意地方调用pthread_exit函数，来结束线程本身

NAME
pthread_exit - terminate calling thread

SYNOPSIS
#include <pthread.h>
pthread_exit用来结束一个线程
void pthread_exit(void *retval);
@retval：return value，指定一个线程返回值（请不要指定局部变量地址 why？最好是返回malloc的地址）
Compile and link with -pthread.

线程退出后，与进程退出相同，也会留下“尸体”，此时可以由其他线程调用 pthread_join函数来等待线程退出并回收资源

b.被其他线程请求退出

其他线程可以发送一个退出请求给指定的线程，让被请求的线程退出

NAME
pthread_cancel - send a cancellation request to a thread
           发送一个取消请求给指定的线程
SYNOPSIS
#include <pthread.h>

int pthread_cancel(pthread_t thread);
           @thread：线程号
   返回值：
成功返回 0
失败返回 !0,即失败的错误编码
Compile and link with -pthread.

eg：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>

void* test(void* arg)

   int a = *(int*)arg;   //将传递进来的变量变为私有变量

while(1)

printf("I'm test,heheda %d\\n",a);
sleep(1);

int main(void)

   pthread_t tid = 0;
   int ret = 0;
   int a = 10086;

   /* 创建一个新的线程，并指定线程去执行test函数 */
   ret = pthread_create(&tid,NULL,test,(void*)&a);
   if(0 != ret)

       printf("pthread_create error:%d\\n",ret);
       return -1;


   while(1)

       a++;
       if(a > 10090)

           printf("%d 你这个王八蛋，我要干掉你\\n",tid);
           pthread_cancel(tid);

       printf("I'm master,hahahahahaha\\n");
sleep(1);

执行结果：

但是，被请求的线程是否退出，取决于该线程的一个属性 PHTEAD_CANCELED,创建的线程默认是可被取消的（如上所示）

可以通过函数 pthread_setcancelstate来设置这个属性

3）设置线程被取消属性

NAME
pthread_setcancelstate - set cancelability state
and type

SYNOPSIS
#include <pthread.h>
           pthread_setcancelstate设置线程取消状态
int pthread_setcancelstate(int state, int *oldstate);
           @state：指定要设置的取消状态
               PTHREAD_CANCEL_ENABLE   可以被取消请求给取消
               PTHREAD_CANCEL_DISABLE   禁止被取消
           @oldstate：指向一个int空间用来保存原本的装啊提
       返回值：
           成功 0
           失败 -1

eg：

同上个例子，修改线程函数代码，增加设置不可取消属性后

void* test(void* arg)

int a = *(int*)arg; //将传递进来的变量变为私有变量
pthread_setcancelstate(PTHREAD_CANCEL_DISABLE,NULL);
while(1)

printf("I'm test,heheda %d\\n",a);
sleep(1);

运行结果如下：

设置PTHREAD_CANCEL_DISABLE属性后的线程，就无法被外部线程给取消了！！！

4）等待线程退出

与进程退出相同，线程退出也可能留下尸体（未被回收的资源），此时需要其他线程调用pthread_join函数来负责回收

NAME
pthread_join - join with a terminated thread
           等待一个线程退出，并回收其资源
SYNOPSIS
#include <pthread.h>

int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);
           @thread:线程号tid，指定要等待哪个线程退出
@retvel：二级指针，一级指针的地址，用来保存线程的退出码（即 pthread_exit的参数）
Compile and link with -pthread.

但是也并非每个线程退出，都需要其他线程来回收资源，这取决于线程的“分离属性”是否被设置

如果设置了分离属性，则线程退出时会自动回收资源

如果没设置分离属性，则必须要有人回收

5）设置线程分离属性

NAME
pthread_detach - detach a thread
           用来分离一个线程，使其在退出后，自动回收资源
SYNOPSIS
#include <pthread.h>

int pthread_detach(pthread_t thread);
           @thread：线程号，指定要设置分离属性的线程
Compile and link with -pthread.

设置了detach属性的线程，是不会使pthread_join函数进入阻塞

6）线程的互斥问题

对于同一进程的不同线程来说，他们都是公用同一个进程地址空间，因此对这些线程来说第三方资源就太多了

硬件、内核、系统、全局变量，因此也就存在线程就存在线程间数据传输的保护方式

===》等同于进程间通信所存在的问题：多个线程操作同一个共享资源时，资源状态存在不确定性

特别对于那些不允许被多个进程/线程同时访问的内容 ==》互斥资源

在线程中，能起到“保护”作用的有两套机制

a)信号量（同步互斥）

system_V 信号量

POSIX 信号量

b)线程互斥锁（互斥）

用于同一进程的不同线程间，保护互斥资源的一种手段

在POSIX线程机制中，用pthread_mutex_t 类型（全局变量）来描述一个互斥锁

互斥锁的实现类似于信号量

==注意==：需要额外安装man手册对POSIX的支持

sudo apt-get install manpages-posix-dev
sudo apt-get install manpages-posix

1、初始化线程互斥锁

NAME
pthread_mutex_init —initialize a mutex
           初始化一个线程互斥锁
SYNOPSIS
#include <pthread.h>

int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex,const pthread_mutexattr_t *restrict attr);
           @mutex：pthread_mutext_t类型的指针（变量取地址），指定要初始化的线程互斥锁
@attr：指定线程互斥锁的属性，一般为NULL，表示默认属性
返回值：
成功为0
失败为!0，即错误编码

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

eg：

定义并初始化一把线程互斥锁

pthread_mutex_t mutex;   //全局变量，互斥锁


   ret = pthread_mutex_init(&mutex,NULL);
   if(0 != ret)

printf("mutex inint error\\n");
return -1;

2、P操作/上锁

NAME
pthread_mutex_lock, pthread_mutex_trylock, pthread_mutex_unlock —
lock and unlock a mutex

SYNOPSIS
#include <pthread.h>
上锁，能锁就锁，不能锁就一直等
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
尝试上锁，能锁就锁，不能锁就返回失败
int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);

==#临界区==

3、V操作/解锁

解锁
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);

4、销毁互斥锁

int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);

在线程中，线程互斥锁只能用于互斥，无法同步，那线程中如何实现多线程同步执行呢

注意：

线程结束时，一定记住放锁，切勿带锁死亡

7）同步问题

线程的同步问题被称为条件变量，在POSIX的线程机制中用 pthread_cond_t 来描述一个条件变量

条件变量的概念：

a) 在多线程程序设计中，我们用条件变量表示某一选定的条件

比如：

主线程要等分子线程循环10次后，再开始执行

b)条件变量上的操作：初始化、等待、唤醒

大致实现机制如下：

(伪代码)

void* thread_fun1(void* arg)

   wait; //等待某个条件变量

void* thread_fun2(void* arg)

   ……
   if(xx条件)

       signal;//唤醒指定条件变量

条件变量用于多线程同步，因此条件变量本身是一个共享资源 ====》需要互斥锁保护

修改后的伪代码如下

void* thread_fun1(void* arg)

lock;
   wait; //解锁并等待某个条件变量（线程条件变量等待的本身会具备解锁功能）
unlock();

void* thread_fun2(void* arg)

   ……
   if(xx条件)

lock;
       signal;//唤醒指定条件变量
       unlock;

条件变量API

1.初始化条件变量

NAME
pthread_cond_destroy, pthread_cond_init — destroy and initialize
condition variables

SYNOPSIS
#include <pthread.h>

pthread_cond_init用来初始化一个条件变量
int pthread_cond_init(pthread_cond_t *restrict cond,const pthread_condattr_t *restrict attr);
@cond：指定要初始化的条件变量
@attr：指定条件变量属性，一般为NULL

eg：

pthread_cond_t cond;

pthread_cond_init(&cond,NULL);

2.等待条件变量

NAME
pthread_cond_timedwait, pthread_cond_wait — wait on a condition

SYNOPSIS
#include <pthread.h>
               pthread_cond_wait等待一个条件变量（死等）
   int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *restrict cond,
pthread_mutex_t *restrict mutex);
       @cond：指定要等待的条件变量
@mutex：指定用来保护条件变量的那个互斥锁


pthread_cond_timedwait 超时等待，具体用法，结合cond和POSIX信号量一起看，你就懂了，而且懂了两个知识
int pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *restrict cond,
pthread_mutex_t *restrict mutex,
const struct timespec *restrict abstime);

==线程的条件变量在进入等待之前，会先将保护自己的互斥锁给解锁，一遍其他线程来访问条件变量并唤醒正在等待的线程==

3.唤醒条件变量

NAME
pthread_cond_broadcast, pthread_cond_signal — broadcast or signal a
condition

SYNOPSIS
#include <pthread.h>
pthread_cond_broadcast广播，唤醒条件变量上所有进入等待的线程
int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);

pthread_cond_signal 唤醒条件变量上一个正在等待的线程
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);

4.销毁条件变量

pthread_cond_destroy 用来销毁指定的条件变量
int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);

以上是关于：线程的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

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