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1.线程概念
- 1.1线程与进程的关系
- 线程是依附于进程才能存在的，如果没有进程，则线程不会单独存在
- 多线程其实是为了提高整个程序的运行效率
- 线程是执行流，执行用户写的代码
- 在一个程序里的一个执行路线就叫做线程（thread）。更准确的定义是：线程是"一个进程内部的控制序列"
- 1.2曾经写的代码当中有没有线程呢？
- 理解以前的:
- 进程在内核当中就是一个task_struct，在该结构体当中的成员变量 pid 被我们称之为进程号。
- 现在要理解的:
- 1．linux操作系统当中没有线程的概念，程序员说的创建线程，本质上在1inux操作系统当中创建轻量级进程（1wp)，所以轻量级进程等价于线程。
- 答案是：有的！曾经写的代码当中存在线程，就是执行mian函数的执行流，被称之为主线程，而程序员创建的线程被称之为叫做“工作线程”。
- 2. pid本质上是轻量级进程id，换句话说，就是线程ID
- 在task_struct当中
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- pid_t pid; （轻量级进程id，也被称之为线程id），不同的线程拥有不同的pid
- pid_t tgid;（轻量级进程组id，也被称之为进程id）
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- 一个进程当中的线程拥有相同的tgid
- 为什么进程概念的时候，说pid就是进程id?
- 因为主线程的pid和tgid相等
- 在task_struct当中
- 理解以前的:
- 1.3 linux内核创建线程
- 即在当前轻量级进程组中加了一个task_struct结构体
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- 1.4 线程的共享与独有
- 共享
- 文件描述符表（线程A创建了一个文件，就会在文件描述表（fd_array数组）中添加一个新的元素，下标就是文件描述符，线程B也知道有这个文件）
- 用户id，
- 用户组id，
- 信号处理方式（信号的处理方式是操作系统内核定义的，因此每个线程的信号处理方式都是一样的）
- 当前进程的工作目录
- 独有:在进程虚拟地址空间的共享区当中
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- 调用栈(线程调用函数时都会在自己的调用栈内开辟函数栈帧，就不会产生调用栈混乱的问题)
- 主线程用的是进程虚拟空间当中栈，而工作线程用的是共享区当中自己独有的调用栈
- 寄存器(线程退出的时候，要保存上下文信息)
- 线程ID,
- errno（线程执行自己的代码时，如果发生错误，就要设置自己的errno）
- 信号屏蔽字(每个线程都有自己的信号的阻塞位图)
- 调度优先级
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- vfork()函数，创建子进程，且父子进程指向的内存虚拟地址空间是相同的，为了避免调用栈混乱的问题，vfork()函数规定子进程不退出的情况下，父进程不能执行自己的代码，即将阻塞父进程
- 1.5 线程的优缺点:
- 优点:
- 多线程的程序，拥有多个执行流，合理使用，可以提高程序的运行效率，多线程程序的线程切换比多进程程序快，付出的代价小(有些可以共享的数据（全局变量）就能在线程切换的时候，不进行切换
- 可以充分发挥多核CPU并行的优势
- 计算密集型的程序，可以进行拆分，让不同的线程执行计算不一样的事情
- I/0密集型的程序，可以进行拆分，让不同的线程执行不同的I/O操作，可以不用串型运行，提高程序运行效率
- 缺点:
- 编写代码的难度更加高（需要加锁，添加条件变量控制进程）
- 代码的（稳定性）鲁棒性要求更加高（保证资源分配的合理性）
- 线程数量并不是越多越好（CPU数量是固定的，线程数量过多会导致线程切换耗时大于正常业务耗时，反而降低了程序运行效率）（滑稽吃鸡)
- 程序的运行效率，是基于某个固定的机器配置，通过测试才能得出来
- 缺乏访问控制，可能会导致程序产生二义性结果
- 一个线程崩溃，会导致整个进程退出。（滑稽吃鸡)
- 优点:
- 共享
2.线程控制
- 2.1线程创建
- 2.1.1接口
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- int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_ attr_t *attr , void *(*start_routine) (void*)， void *arg);
- thread :出参，获取线程标识符（地址），本质上就是线程独有空间的首地址
- attr :线程的属性信息，一般填写NULL，采用默认的线程属性
- 属性信息当中比较关心的:
- 调用栈的大小（获取调用栈的大小是防止栈溢出的手段）
- 分离属性
- 调度策略:先来先服务，分时策略,时间片轮转,调度优先级等等
- start_routine :函数指针，线程执行的入口函数（线程执行起来的时候，从该函数开始运行，切记:不是从main函数开始运行)
- arg:给线程入口函数传递参数;
- 返回值:
- 成功，0
- 失败，<0
- 代码验证1：
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- pstack [进程号] 命令
- 查看调用堆栈，从下往上看
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- top -H -p [进程号] 命令
- -H:查看某个进程中线程的信息
- -p:指定进程号
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- 代码验证2：
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- 结论：线程把自己的入口函数执行完就会退出
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- 代码验证3：创建多个线程
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- 结论1:不要传递临时变量给线程的入口函数
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- 结论2:如果给线程入口函数传递了一个从堆上开辟的空间，让线程自行释放
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- 2.1.1接口
- 2.2线程终止
- void pthread_exit (void *retval );
- retval :线程退出时，传递给等待线程的退出信息。
- 作用:谁调用谁退出
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- int pthread_cancel (pthread_t thread);
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- 退出某个线程
- thread:被终止的线程的标识符
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- pthread_t pthread_self(void);
- 谁调用获取谁的线程标识符
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- 测试1：工作线程自己调用Pthread_cancel
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- 测试2：让主线程退出，工作线程不退出
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- 测试3：让主线程退出，工作线程执行一段时间后退出
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- 测试4：让主线程退出，且主线程退出语句之后不再有循环体，工作线程执行一段时间后退出
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- void pthread_exit (void *retval );
- 2.3线程等待
- 1．线程被创建出来的默认属性是joinable属性，退出的时候，依赖其他线程来回收资源（主要是退出线程使用到的共享区当中的空间)
- int pthread_join(pthread_t thread,void **retval);
- 是一个阻塞调用接口
- thread:线程的标识符（等待哪个线程就把哪个线程的线程标识符传递给函数）
- retval:退出线程的退出信息
- 第一种:线程入口函数代码执行完毕，线程退出的，就是入口函数的返回值
- 第二种:pthread_exit退出的，就是pthread_exit的参数
- 第三种:pthread_cancel退出的，就是一个宏:PTHREAD_CANCELED（在这种情况下，由于当前线程可能是其他线程终止的，当前线程不知道为啥退出，因此退出信息只能是一个宏）
- 代码验证：
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- 2.4线程分离
- 设置线程的分离属性，一旦线程设置了分离属性，则线程退出的时候，不需要任何人回收资源。操作系统可以进行回收
- int pthread_detach(pthread_t thread) ;
- thread:设置线程分离的线程的标识符
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