Pthread 用法笔记

从技术上讲，一个线程被定义为一个独立的指令流。

一个进程可以包含一个或多个线程。

线程操作包括线程创建，终止，同步（连接，阻塞），调度，数据管理和进程交互。

进程内的所有线程共享：

相同的地址空间

信号

文件描述符

工作目录

用户和组 ID

每个线程具有单独的：

堆栈指针

寄存器

调度属性（如策略或优先级）

线程特定的数据

上下文切换的开销减小，提高了效率。

共享存储器，方便构造并发服务器。

同时访问同一个变量的冲突。

缺乏健壮性，一个线程故障可能就需要终止整个进程。

POSIX 线程库是 C/C++ 的基于标准的线程API。

利用它我们可以操作线程，开发并行处理的程序。

一个简单的例子：

上面我们用到了 <code>pthread_create</code> 来创建线程。

线程函数的参数必须通过引用传递并转换为<code>(void *)</code>。

若要传递多个参数，可创建一个包含所有参数的结构体，再传递指向该结构体的指针。

如果传递的参数是一个变量的地址，由于这是共享内存空间，变量对所有线程可见，很有可能在新线程访问它之前，此内存位置的值发生了更改。

线程正常执行完后返回。

线程调用 <code>pthread_exit</code>。

线程被另一个线程通过 <code>pthread_cancel</code> 取消。

整个进程因调用 <code>exec()</code> 或 <code>exit()</code> 而终止。

<code>main()</code> 先完成，且没有显式调用 <code>pthread_exit</code> 。

如果没有显式地调用 <code>pthread_exit()</code>， <code>main()</code> 就会在它产生的线程之前完成，那么所有线程都将终止。

显示调用 <code>pthread_exit()</code>，则<code>main()</code> 会在结束前等待所有线程执行完毕。

我们也可以在 <code>main()</code> 中调用 <code>pthread_join(t, NULL);</code> 来连接子线程，连接后，当前线程就会阻塞并等待子线程 t 的结束。

另外创建时线程时可以通过线程属性指定是否可被连接。

Unix 的常见的线程同步机制：互斥（mutex）、信号量（semaphore）和条件变量（condition variable）。

互斥锁：阻止其他线程访问变量。

连接（join）：让一个线程等待，直到其他人终止。（上面已经提到）

条件变量：数据类型 <code>pthread_cond_t</code>。

Mutex是“互斥”（mutual exclusion）的缩写。

互斥变量必须声明为<code>pthread_mutex_t</code>类型，并且必须在可以使用它们之前进行初始化。有两种方法来初始化互斥变量：

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

使用<code>pthread_mutex_init()</code>。该方法允许设置互斥对象属性 attr。

互斥变量最初是未上锁的。

一个条件变量总是与一个互斥锁一起使用。

参考1. POSIX thread (pthread) libraries

参考2. POSIX Threads Programming

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