Pthread 用法筆記

從技術上講，一個線程被定義為一個獨立的指令流。

一個程序可以包含一個或多個線程。

線程操作包括線程建立，終止，同步（連接配接，阻塞），排程，資料管理和程序互動。

程序内的所有線程共享：

相同的位址空間

信号

檔案描述符

工作目錄

使用者群組 ID

每個線程具有單獨的：

堆棧指針

寄存器

排程屬性（如政策或優先級）

線程特定的資料

上下文切換的開銷減小，提高了效率。

共享存儲器，友善構造并發伺服器。

同時通路同一個變量的沖突。

缺乏健壯性，一個線程故障可能就需要終止整個程序。

POSIX 線程庫是 C/C++ 的基于标準的線程API。

利用它我們可以操作線程，開發并行處理的程式。

一個簡單的例子：

上面我們用到了 <code>pthread_create</code> 來建立線程。

線程函數的參數必須通過引用傳遞并轉換為<code>(void *)</code>。

若要傳遞多個參數，可建立一個包含所有參數的結構體，再傳遞指向該結構體的指針。

如果傳遞的參數是一個變量的位址，由于這是共享記憶體空間，變量對所有線程可見，很有可能在新線程通路它之前，此記憶體位置的值發生了更改。

線程正常執行完後傳回。

線程調用 <code>pthread_exit</code>。

線程被另一個線程通過 <code>pthread_cancel</code> 取消。

整個程序因調用 <code>exec()</code> 或 <code>exit()</code> 而終止。

<code>main()</code> 先完成，且沒有顯式調用 <code>pthread_exit</code> 。

如果沒有顯式地調用 <code>pthread_exit()</code>， <code>main()</code> 就會在它産生的線程之前完成，那麼所有線程都将終止。

顯示調用 <code>pthread_exit()</code>，則<code>main()</code> 會在結束前等待所有線程執行完畢。

我們也可以在 <code>main()</code> 中調用 <code>pthread_join(t, NULL);</code> 來連接配接子線程，連接配接後，目前線程就會阻塞并等待子線程 t 的結束。

另外建立時線程時可以通過線程屬性指定是否可被連接配接。

Unix 的常見的線程同步機制：互斥（mutex）、信号量（semaphore）和條件變量（condition variable）。

互斥鎖：阻止其他線程通路變量。

連接配接（join）：讓一個線程等待，直到其他人終止。（上面已經提到）

條件變量：資料類型 <code>pthread_cond_t</code>。

Mutex是“互斥”（mutual exclusion）的縮寫。

互斥變量必須聲明為<code>pthread_mutex_t</code>類型，并且必須在可以使用它們之前進行初始化。有兩種方法來初始化互斥變量：

<code>pthread_mutex_t mymutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;</code>

使用<code>pthread_mutex_init()</code>。該方法允許設定互斥對象屬性 attr。

互斥變量最初是未上鎖的。

一個條件變量總是與一個互斥鎖一起使用。

參考1. POSIX thread (pthread) libraries

參考2. POSIX Threads Programming

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