线程的概念
线程是执行的基本单位。每个进程至少有一个线程。
一个进程里可以存在多个线程，多个线程共享一个进程的资源。
共享的资源包括数据段、代码段和堆中的内容。
而线程私有的部分，在栈帧。每个线程拥有自己的栈帧，栈帧内的资源是线程私有的。
线程有自己的tid和自己的tcb。
创建线程
操作系统向用户提供了创建线程的库函数：
Compile and link with -pthread
#include <pthread.h>
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,void *(*start_routine) (void *), void *arg);
功能：创建一个新的线程
参数：
thread：用于存储线程的tid
attr：NULL，不涉及线程的属性
start_routine:线程执行的函数
arg:指定了传递给线程执行函数的唯一参数
返回值：
success：0
error：返回错误码，thread参数的内容不确定
获取线程自己的tid
pthread_t pthread_self(void);
Compile and link with -pthread.线程的终止，汇合，分离
1、在线程函数中的return，会终止线程
2、在线程执行过程中不要使用exit(3)，会结束当前进程。
3、可以使用pthread_exit(3)，结束线程自己
4、pthread_cancel,取消一个线程
#include <pthread.h>
void pthread_exit(void *retval);
Compile and link with -pthread.
功能：终止当前线程
参数：
retval：通过retval返回一个值，给进程中的另外一个线程使用，调用用了pthread_join(3)
返回值：
这个函数不返回给调用者
----------------------------------------------------------------------------
int pthread_cancel(pthread_t thread);
功能：给一个线程发送取消请求
参数：
thread：指定了接受请求的线程的id
返回值：
success：0
error：not0
注意：如果线程已经被取消，另外调用pthread_join的线程，获取到的是PTHREAD_CANCELED一个线程执行结束，如果没有其他线程为它回收资源，那么这些资源就会一直被占用，直到进程结束，由系统回收。
通常一个服务程序运行起来是不会停止的，大量的僵尸线程，会导致内存泄漏。
操作系统提供了两种回收机制：
1、由其他线程来为消亡的线程回收资源。
其他线程通过一个库函数，等待需要被回收的线程消亡。如果其他线程在需要被回收的线程消亡前执行到等待函数，就会进入阻塞等待状态，直到需要被回收的线程消亡，然后回收资源，并接触阻塞，继续向下执行。这种方式叫做线程的汇合。
int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);
功能：汇合一个终止的线程
参数：
thread：指定了要汇合的线程的id
retcal：指定了存放线程退出状态码的地址
返回值：
success：0
error：返回错误编号2、由操作系统为消亡的线程回收资源。
其他线程通过一个库函数，告诉操作系统需要回收资源的线程将由系统执行回收动作。需要回收资源的线程在结束之后，就会被系统回收。且其他线程不会产生阻塞状态。
int pthread_detach(pthread_t thread);
功能：分离一个线程
参数：
thread:指定了要分离的线程的id
返回值：
success：0
error：返回一个错误编号线程的同步
线程的同部分为两种。
第一种：由于争抢资源而被迫同步
线程是异步的，且都是可以访问进程的公共资源，数据段、代码段、堆。如果两个线程同时访问一个全局变量，会出现不稳定的结果。为了保证数据的有效性，需要在线程准备访问公共资源之前占有和这个全局变量对应（这种讲法是不严谨的，一个资源和一把mutex锁的对应，是由主观决定的，并没有实际的联系）的mutex锁。对于mutex锁的操作如下：
#include <pthread.h>
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;//静态初始化一个mutex锁
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex,const pthread_mutexattr_t *restrict attr);
功能：
参数：
mutex：指定要初始化的mutex
attr：NULL
返回值：
success：0
error：错误码
-------------------------------------------------------------------------------------------------
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);
功能：销毁mutex锁
参数：
mutex：指定要销毁的mutex锁
返回值：
success：0
error：错误码
-------------------------------------------------------------------------------------------------
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
功能：加锁，如果锁被其他线程占用，阻塞等待。加锁成功，当前线程成为这把锁的拥有者
参数：
mutex：指定要使用的锁
返回值：
success：0
error：错误码
-------------------------------------------------------------------------------------------------
int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);
功能：和上个函数一样，但是在锁被其他线程占用的时候，立即返回，返回错误
参数：
mutex：指定要使用的锁
返回值：
success：0
error：错误码
-------------------------------------------------------------------------------------------------
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);
功能：释放一把锁。在其他阻塞等待获取这把锁的线程，从中选择其一获取这把锁
参数：
mutex：指定要释放的锁
返回值：
success：0
error：错误码
第二种：线程间达成条件而同步
为了达到目的，通过条件变量来迫使线程同步。
条件变量和上述的mutex锁一样，是一种类型，由系统提供。
两个线程，线程A和B，线程A执行的时候，需要一个条件，由于条件不满足线程A阻塞等待条件成立，线程B执行，使得A等待的条件成立。这个条件就是条件变量类型的具体的变量。
条件变量的操作如下：
#include <pthread.h>
pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
静态初始化一个条件变量
int pthread_cond_init(pthread_cond_t *restrict cond,const pthread_condattr_t *restrict attr);
功能：初始化一个条件变量，
参数：
cond：指定要初始化的条件变量
attr：NULL，默认属性
返回值：
success：0
error：错误码
-------------------------------------------------------------------------------------------------
int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);
功能：销毁条件变量
参数：
cond：指定要销毁的条件变量
返回值：
success：0
error：错误码
-------------------------------------------------------------------------------------------------
int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *restrict cond,pthread_mutex_t *restrict mutex);
功能：等待条件的满足
参数：
cond：指定条件变量，等待为真的条件变量
mutex：指定一个mutex锁
返回值：
success：0
error：错误码
以下三步，是这个函数的功能，这三步时原子性的，无法中断。
1、释放mutex锁
2、阻塞等待条件变量为真
3、当条件变量满足的时候，获取锁。
-------------------------------------------------------------------------------------------------
#include <pthread.h>
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);
功能：从等待条件变量变为真的线程中挑一个，接触它的阻塞。
参数：
cond：指定等待条件变量
返回值：
success：0
error：错误码
-------------------------------------------------------------------------------------------------
int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);
signal是发送给一个等待线程，而broadcast是发送给所有的等待线程，无论哪个线程可以接触非阻塞状态获得mutex锁都一样。下面通过一个综合联系来演示上述函数。
这个例子种，由2个生产者和1个消费者，生产者生产数据并将数据加入到链表，消费者移除链表中的数据，一次一个。如果消费者发现链表为空，就等待生产者生产。如果生产者发现链表中数据大于等于10就停止生产，直到消费者将链表清空。
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
//定义生产内容的结构体
typedef struct node{
int data;
struct node *next;
}node_t;
//使用链表的数据结构存储生产的物品
typedef struct node *list_t;
//将头节点初始化为空，防止野指针
list_t head = NULL;
//静态声明一把mutex锁
pthread_mutex_t mutex_head = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
//静态声明一个条件变量
pthread_cond_t cond_consume = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
//静态声明一个条件变量
pthread_cond_t cond_product = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
//生产程序
void *product(void *arg){
//一直生产
while(1){
//即将访问全局变量，上锁
pthread_mutex_lock(&mutex_head);
//清点一下链表中的个数
int count = 0;
for(node_t *temp = head;temp;temp = temp -> next)
count++;
//如果生产过量就停止生产
if(count >= 10)
pthread_cond_wait(&cond_product,&mutex_head);
//创建一个节点
node_t *new = (node_t *)malloc(sizeof(node_t));
//初始化节点内容
new -> data = rand()%1000 + 1;
new -> next = NULL;
//打印节点内容
printf("新产生：%d\n",new -> data);
//将新产生的节点插入到链表
new -> next = head;
head = new;
//对全局变量的操作完毕，解锁
pthread_mutex_unlock(&mutex_head);
//通知正在等待的消费者，生产完毕
pthread_cond_signal(&cond_consume);
//随机等待
sleep(rand()%5 + 1);
}
}
//消费者执行程序
void *consume(void *arg){
//一直消费
while(1){
//即将访问全局变量，上锁
pthread_mutex_lock(&mutex_head);
//如果链表空，阻塞等待生产者
while(!head){
//告诉一个生产者，库存消费完了
pthread_cond_signal(&cond_product);
//将锁释放，让生产者占有这把锁去生产，阻塞等待满足条件变量，满足后在占有锁
pthread_cond_wait(&cond_consume,&mutex_head);
}
//消费
node_t *tmp = head;
head = head -> next;
//消费者查看库存量
printf("库存量：");
for(node_t *temp = head;temp;temp = temp -> next)
printf("%d ",temp -> data);
printf("\n");
//对全局变量的访问结束，释放锁
pthread_mutex_unlock(&mutex_head);
//消费结果
printf("已消费：%d\n",tmp -> data);
//释放空间
free(tmp);
//防止出现野指针
tmp = NULL;
//随即睡眠
sleep(rand()%5 + 1);
}
}
int main(void){
pthread_t pidone = 0,pidtwo = 0,cid = 0;
//创建两个进程，一个用于生产者和消费者
srand(time(NULL));
pthread_create(&pidone,NULL,product,NULL);
pthread_create(&pidtwo,NULL,product,NULL);
pthread_create(&cid,NULL,consume,NULL);
//阻塞等待线程结束
pthread_join(pidone,NULL);
pthread_join(pidtwo,NULL);
pthread_join(cid,NULL);
//销毁锁和条件变量
pthread_mutex_destroy(&mutex_head);
pthread_cond_destroy(&cond_consume);
}