目录
一、线程的概念
1、进程
进程有独立的地址空间
Linux为每个进程创建task_struct
每个进程都参与内核调度，互不影响
2、线程
进程在切换时系统开销大
很多操作系统引入了轻量级进程LWP
同一进程中的线程共享相同地址空间
Linux不区分进程、线程
3、线程特点
通常线程指的是共享相同地址
空间的多个任务
使用多线程的好处
大大提高了任务切换的效率
避免了额外的TLB & cache的刷新
4、线程共享资源和线程私有资源
一个进程中的多个线程共享以下资源：
可执行的指令
静态数据
进程中打开的文件描述符
当前工作目录
用户ID
用户组ID
每个线程私有的资源包括：
线程ID (TID)
PC(程序计数器)和相关寄存器
堆栈
错误号 (errno)
优先级
执行状态和属性
5、Linux线程库
Linux内核里并没有实现线程的功能，它是通过调用库来实现的。
pthread线程库中提供了如下基本操作：
创建线程
回收线程
结束线程
同步和互斥机制：
信号量
互斥锁
二、线程创建 – pthread_create
#include <pthread.h>
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*routine)(void *), void *arg);
pthread_t *thread是一个数字的指针（pthread_t就是一个数字），pthread_attr_t *attr是线程的结构体
成功返回0，失败时返回错误码
thread 线程对象
attr 线程属性，NULL代表默认属性
routine 线程执行的函数
arg 传递给routine的参数 ，参数是void * ，注意传递参数格式，
编译错误分析：
1.
createP_t.c:14:36: warning: passing argument 3 of ‘pthread_create’ from incompatible pointer type [-Wincompatible-pointer-types]
ret = pthread_create(&tid,NULL,testThread,NULL);
^
In file included from createP_t.c:1:0:
/usr/include/pthread.h:233:12: note: expected ‘void * (*)(void *)’ but argument is of type ‘int * (*)(char *)’
意义：表示pthread_create参数3的定义和实际代码不符合，期望的是void * (*)(void *) ，实际的代码是int * (*)(char *)
解决方法：改为pthread_create(&tid,NULL,(void*)testThread,NULL);
2.
createP_t.c:(.text+0x4b)：对‘pthread_create’未定义的引用
collect2: error: ld returned 1 exit status --------这个链接错误，
表示pthread_create这个函数没有实现
解决方法：编译时候加 -lpthread
三、线程结束– pthread_exit
#include <pthread.h>
void pthread_exit(void *retval);
结束当前线程
retval可被其他线程通过pthread_join获取
线程私有资源被释放
四、线程查看tid 函数
pthread_t pthread_self(void) 查看自己的TID
#include <pthread.h>
pthread_t pthread_self(void);
注意事项：
1. 主进程的退出，它创建的线程也会退出。
线程创建需要时间，如果主进程马上退出，那线程不能得到执行
获取线程的id
通过pthread_create函数的第一个参数；通过在线程里面调用pthread_self函数
createP_t.c:
#include<stdio.h>
#include<pthread.h>
#include<unistd.h>
int *testThread(char *arg){
printf("This is a thread test,pid=%d,tid=%lu\n",getpid(),pthread_self());//调用函数线程内查看
//return NULL;
pthread_exit(NULL);//退出线程（与return NULL类似，建议使用本函数，有清理线程的作用）
printf("after pthread exit\n");
}
int main()
{
pthread_t tid;
int ret;
ret = pthread_create(&tid,NULL,(void*)testThread,NULL);
printf("This is main thread,tid = %lu\n",tid);//通过获取creat时的第一个参数在主线程查看
sleep(1);
}结果：
五、线程间参数传递（重点）
pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*routine)(void *), void *arg);
最后一个参数
编译错误：
createP_t.c:8:34: warning: dereferencing ‘void *’ pointer
printf("input arg=%d\n",(int)*arg);
^
createP_t.c:8:5: error: invalid use of void expression
printf("input arg=%d\n",(int)*arg);
错误原因是void *类型指针不能直接用*取值（*arg），因为编译不知道数据类型。
解决方法：转换为指定的指针类型后再用*取值 比如：*(int *)arg
第一种方式：通过地址传递
#include<stdio.h>
#include<pthread.h>
#include<unistd.h>
void *testThread(void *arg){//这里的arg变成了（void*）型指针
printf("This is a thread test,pid=%d,tid=%lu\n",getpid(),pthread_self());//调用函数线程内查看
//return NULL;
printf("input arg=%d\n",*(int*)arg);//(void*)型指针无法直接取值，需要给一个准确的类型
pthread_exit(NULL);//退出线程（与return NULL类似，建议使用本函数，有清理线程的作用）
printf("after pthread exit\n");
}
int main()
{
pthread_t tid;
int ret;
int arg = 5;//这里arg是整型
ret = pthread_create(&tid,NULL,(void*)testThread,(void*)&arg);
printf("This is main thread,tid = %lu\n",tid);//通过获取creat时的第一个参数在主线程查看
sleep(1);
}结果：
第二种方式：值传递
#include<stdio.h>
#include<pthread.h>
#include<unistd.h>
void *testThread(void *arg){
printf("This is a thread test,pid=%d,tid=%lu\n",getpid(),pthread_self());//调用函数线程内查看
//return NULL;
//printf("input arg=%d\n",arg);//直接用%d打印地址，会告警（%p打印会加0x前缀，但不会告警）
printf("input arg=%d\n",(int)arg);//把指针类型直接转化为整型（不会报错），本来5是地址这里直接变成整型
pthread_exit(NULL);//退出线程（与return NULL类似，建议使用本函数，有清理线程的作用）
printf("after pthread exit\n");
}
int main()
{
pthread_t tid;
int ret;
int arg = 5;//这里arg是整型
ret = pthread_create(&tid,NULL,(void*)testThread,(void*)arg);//整型直接转化为（void*）型指针，5就是地址
printf("This is main thread,tid = %lu\n",tid);//通过获取creat时的第一个参数在主线程查看
sleep(1);
}结果：
注意：1. 通过地址传递参数，注意类型的转换
2. 值传递，这时候编译器会告警，需要程序员自己保证数据长度正确（int和指针长度都是4，所以才能能运行）
创建多线程：
mthread_t.c:
#include<stdio.h>
#include<pthread.h>
#include<unistd.h>
void *testThread(void *arg){
printf("This is a thread test,pid=%d,tid=%lu\n",getpid(),pthread_self());
//return NULL;
//printf("This is %d thread\n",*(int*)arg);//地址传递
printf("This is %d thread\n",(int)arg);//值传递
pthread_exit(NULL);
printf("after pthread exit\n");
}
int main()
{
pthread_t tid[5];
int ret;
int arg = 5;
int i;
for(i=0;i<5;i++){//创建多线程
//ret = pthread_create(&tid[i],NULL,(void*)testThread,(void*)&i);
ret = pthread_create(&tid[i],NULL,(void*)testThread,(void*)i);
printf("This is main thread,tid = %lu\n",tid[i]);
//sleep(1);//不加此函数，for循环里i都到5执行完了，上面子线程可能才能取到i的值
}
sleep(1);
}1、不加sleep（1）的地址传递：（有问题）
2、加sleep（1）的地址传递（效率低）
3、值传递
运行错误：
*** stack smashing detected ***: ./mthread_t terminated
已放弃 (核心已转储)
原因：栈被破坏了（数组越界）(本来ret = pthread_create(&tid[i],NULL,(void*)testThread,(void*)i);是 ret = pthread_create(&tid[5],NULL,(void*)testThread,(void*)i);)
六、线程的回收
#include <pthread.h>
int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);
对于一个默认属性的线程 A 来说，线程占用的资源并不会因为执行结束而得到释放
成功返回0，失败时返回错误码
thread 要回收的线程对象
调用线程阻塞直到thread结束
*retval 接收线程thread的返回值
注意：pthread_join 是阻塞函数，如果回收的线程没有结束，则一直等待
编译错误：
pjoin.c:13:5: error: unknown type name ‘pthead_t’
pthead_t tid;
错误类型：未知的类型pthead_t
错误可能：1拼写错误，2对应的头文件没有包含
pjoin.c:18:12: warning: format ‘%s’ expects argument of type ‘char *’, but argument 2 has type ‘void *’ [-Wformat=]
printf("thread ret=%s\n",retv);
错误类型：参数不匹配，期望的是char * ，但参数retv是void *
解决：在参数前面加强制类型转换（char*）retv
#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
void *func(void *arg){
printf("This is child thread\n");
sleep(5);
pthread_exit("thread return");
}
int main(){
pthread_t tid[5];
void *retv;
int i;
for(i=0;i<5;i++){
pthread_create(&tid[i],NULL,func,NULL);
}
for(i=0;i<5;i++){
pthread_join(tid[i],&retv);
printf("thread ret=%s\n",(char*)retv);
}
// while(1){
sleep(1);
//}
}结果：5秒后全部回收
使用线程的分离：
两种方式：
1 使用pthread_detach
2 创建线程时候设置为分离属性
pthread_attr_t attr;
pthread_attr_init(&attr); //初始化这个属性
pthread_attr_setdetachstate(&attr,PTHREAD_CREATE_DETACHED); //再设置（属性，分离状态）
pdatt.c:
#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
void *func(void *arg){
printf("This is child thread\n");
sleep(5);
pthread_exit("thread return");
}
int main(){
pthread_t tid[5];
void *retv;
int i;
pthread_attr_t attr;
pthread_attr_init(&attr);
pthread_attr_setdetachstate(&attr,PTHREAD_CREATE_DETACHED);
for(i=0;i<5;i++){
pthread_create(&tid[i],&attr,func,NULL);
// pthread_detach(tid);
}
while(1){
sleep(1);
}
}结果：
线程回收的实际效果：
pjoin.c:
#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
void *func(void *arg){
printf("This is child thread\n");
sleep(25);
pthread_exit("thread return");
}
int main(){
pthread_t tid[100];
void *retv;
int i;
for(i=0;i<100;i++){
pthread_create(&tid[i],NULL,func,NULL);
}
for(i=0;i<100;i++){
pthread_join(tid[i],&retv);
printf("thread ret=%s\n",(char*)retv);
}
while(1){
sleep(1);
}
}结果：
25秒后线程结束打印 thread ret=thread return
25秒前：
25秒后：内存明显减小，说明线程被回收
如果没有 pthread_join(tid[i],&retv); 线程不会回收，内存不减反升
pdetach_t.c:
#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
void *func(void *arg){
pthread_detach(pthread_self());
printf("This is child thread\n");
sleep(25);
pthread_exit("thread return");
}
int main(){
pthread_t tid[100];
void *retv;
int i;
for(i=0;i<100;i++){
pthread_create(&tid[i],NULL,func,NULL);
// pthread_detach(tid);
}
while(1){
sleep(1);
}
}结果同上：
25秒后：
padtt.c:也是一样的效果。
作业：
编写一个多线程程序，实现线程的回收
参考pjoin.c: pdetach_t.c: padtt.c: