Linux-线程1

• CSDN的lc_29503203用户的《浅析Linux下的task_struct结构体》
• CSDN的CallMeRiaan用户的《Linux内存之Cache》
• CSDN的misiter用户的《lwp和线程区别》

• 线程概念（了解）
• 线程特点（了解）
• 线程创建（熟练）
• 小结

• 进程是为了执行程序分配的总称，进程创建会分配一下资源（内存资源，CPU资源等）。
• 每一个进程有自己独立的地址空间，代码、数据，互不影响。
• Linux为每一个进程创建task_struct(任务结构体，在内核创建)
• 每一个进程都参与内核调度，互补影响

• 进程在切换时系统开销大（内存的读写速度比CPU处理的速度慢。CPU会出现等待读写进程指令的现象，为了解决这个问题出现了cache。cache是位于CPU和主存储器DRAM之间的一块高速缓冲存储器，规模较小，但是速度很快,将cache放置在CPU和主存之间，作为主存数据的缓存。当CPU试图从主存中加载/存储数据的时候，CPU会首先从cache中查找对应地址的数据是否缓存在cache中，如果数据缓存在cache中，那么直接从cache中拿到数据并返回给CPU）
• 操作系统引入了轻量级进程LWP
• Linux不区分进程、线程，都是任务，需要CPU执行。

• 线程指的是共享相同的地址空间的多个任务
• 线程的好处
• 1）大大提高任务切换的效率
• 2）避免额外的TLB和cache的刷新。

• 一个进程的多个线程共享的资源
• 1）可执行的指令
• 2）静态数据
• 3）进程中打开的文件描述符
• 4）当前工作目录
• 5）用户ID
• 6）用户组ID

• 每一个线程私有的资源
• 1）线程ID(TID)
• 2）PC（线程计数器）和相关寄存器
• 3）堆栈
• 4）错误号
• 5）优先级
• 6）执行状态和属性

• pthread线程库提供如下的基本操作
• 1）创建线程
• 2）回收线程
• 3）结束线程
• 同步和互斥机制
• 1）信号量
• 2）互斥锁

#include 

int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,void *(*start_routine) (void *), void *arg);

• 返回值，函数执行成功返回0，失败返回错误码
• 参数1thread 为线程对象
• 参数2attr为结构体指针，执行线程的属性。默认属性为NULL
• 参数3start_routine为线程执行函数
• 参数4arg为线程函数的参数，没有参数为NULL

#include 

int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);

• 返回值，函数执行成功返回0，失败返回错误码
• 参数1thread 为线程对象
• 调用回收线程函数若线程没有结束，则该函数会阻塞，直到线程结束才会回收正常。
• 参数2*retval接受线程的返回值

#include 
void pthread_exit(void *retval);

• 结束当前线程，在线程中不能调用exit/_exit结束线程，因为其会将在整个进程结束，进程结束，则所有线程不会存在。可以只用pthread_exit或者return结束当前进程。
• retval参数可被其他线程通过pthread_join获取。其不能是线程中的地址。
• 线程结束线程私有资源被释放。

• 创建线程、在线程中修改全局变量中的字符串。并对线程进行退出和回收。

#include
#include
#include //exit
#include //memcpy
char message[32] = "Hello World";//放在全局中，子进程需要访问



void * thread_func(void *arg)
{
	printf("startn");
	strcpy(message,"Linux,Hello!");
	pthread_exit("exit pthread");//可以返回字符串
	//pthread_exit((void *)(123));//可以返回数值，数值类型和函数返回类型一致
	//return (void *)123;

}
	
int main(void)
{
	
	int ret;
	pthread_t a_thread;
	void *result;
	if(pthread_create(&a_thread,NULL,thread_func,NULL)!=0)
	{
		printf("创建线程失败。n");
		exit(-1);
	}
	else
	{
		//pthread_join(a_thread,result);
		ret = pthread_join(a_thread,&result);
		printf("ret = %dn",ret);
		
		printf("result = %sn",(char *)result);//进程返回字符串时
		//printf("result = %dn",(int *)result);//进程返回数值时
		printf("message = %sn",message);//信息在进程中进行改变
		return 0;
	}
}

• 在进行编译的时候使用线程库，需要在后面链接库。

$ gcc pthread_creat_join_exit.c -lpthread

• 运行结果：

start
ret = 0
result = exit pthread
message = Linux,Hello!

• pthread_create
• pthread_exit
• pthread_join