文章目录

多线程
- 线程概念
- - 多任务处理：
- 多线程/多进程进行多任务处理的优缺点分析
- - 多线程的优点
  - 多进程的优点
  - 共同的优点
- 线程控制
- - 线程的创建
  - 线程的终止
  - 线程的等待
  - 线程的分离

多线程

线程概念

进行多任务处理

多任务处理：

多创建几个进程，一个进程就有一个pcb,能够串行化的完成一个任务，在一个进程创建多个pcb,因为pcb是调度程序运行的描述，因此有多少个pcb就会有多少个执行流程

多进程

多线程

最早的时候，进程就是一个pcb，操作系统通过pcb>实现调度管理；然而学习多线程，因为线程是进程中的一个执行流，并且这些pcb共用同一个虚拟地址，这些pcb更加轻量化，因此也被称为轻量级进程

在linux中，pcb就是调度程序运行的描述，一个pcb就可以调度一段程序的运行；
创建线程会伴随在内核中创建一个pcb来实现程序的调度，作为进程的一个执行流

进程就是多个线程的集合，并且这个进程中的所有pcb共用进程中的大部分资源（程序运行时，操作系统为程序所分配的所有资源）因此这些pcb在linux称为轻量级进程

线程间独有与共享
独有：栈，寄存器，信号屏蔽字，errno，标识符，调度优先级
共有：虚拟地址空间，IO信息，信号处理方式，工作目录，用户ID/组ID

为什么信号是先注销在处理？
信号针对整个经常通知时间进行处理的，但是一个信号只需要被处理一次就够了；然而一个进程有可能使用vfork创建一个子进程；父子进程共用一个虚拟地址空间，但父进程会阻塞直到子进程exit或重新替换；

多线程/多进程进行多任务处理的优缺点分析

多线程的优点

1.线程间通信更加灵活方便（处理进程间通信方式还有全局变量以及函数传参----共用一个虚拟地址空间，只要知道地址就能访问同一块空间）
2.线程的创建与销毁成本更低(创建线程创建一个pcb,共用的数据只需要一个指针指向同一处就可以了)
3.同一个进程中的线程间调度成本更低(调度切换需要切换页表…)

多进程的优点

1.多进程的健壮性，稳定性更高（异常以及一些系统调用exit直接针对整个进程生效）

共同的优点

1.IO密集型程序：多任务并行处理
2.CPU密集型程序：程序中进行大量的数据运算处理；cpu资源足够，就可以同时处理，提高效率（通常执行流的个数是cpu核心数+1），创建线程很多的话，而cpu资源不够多，会造成进程切换调度成本提高。

线程控制

通过代码实现线程的创建/ 退出/ 等待/ 分离

使用库函数创建一个线程，本质上是在内核中创建一个轻量级进程来实现程序的调度

线程的创建

int pthread_creat(pthread_t* thread, const pthread_attr_t* attr, void*(start_routine)(void*), void* arg)
参数说明:
thread:输出型参数，用于获取线程id--线程的操作句柄
attr:线程属性，用于在创建线程的同时设置线程属性，通常置NULL
start_routine:函数指针，这就是一个线程的入口函数--线程运行的就是这个函数，函数运行完线程就会退出
arg:通过线程入口函数，传递给线程的参数
返回值：成功返回0；失败返回非0值--错误编号

#include<stdio.h>
#include<unistd.h> //sleep头文件
#include<string.h>  //字符串操作头文件
#include<pthread.h> //线程库接口头文件
void* thr_strat(void* arg){while(1){printf("nihaoya~%s\n", (char*)arg);sleep(1);}return NULL;
}
int main(){pthread_t tid;char ptr[] = "shuilme";int ret = pthread_create(&tid, NULL, thr_strat, (void*)ptr);if(ret != 0){printf("create thread failed!\n");return -1;}printf("create thread success!\n");while(1){printf("hello~\n");sleep(1);}
}

pcb是一个无符号长整型数据
一个线程就有一个pcb，每一个pcb都有一个pid----pcb是一个整型数据
tid和pid有什么联系

tid ----是一个线程id,线程的操作句柄，准确的来说这个tid就是用户态线程的id，这个id其实就是线程独有这块空间的首地址

每个线程被创建出来之后，都会开辟一块空间，存储自己的栈，自己的描述信息

pid----是一个轻量级进程id内核中的task_struct结构体中的id

task_struct->pid：轻量级进程id，也就是ps -ef看到的LWP

task_struct->tgid: 线程组id,等于主线程id(也就是外边看到的进程id)

线程的终止

如何退出一个线程

1. 线程入口函数运行完毕后，线程就会自动退出----在线程入口函数中调用return（但是main中调用return，退出的是进程还不是主线程）

2.
void pthread_exit(void* retval);退出线程接口- 谁调用谁退出，retval是退出返回值（exit函数无论在哪个进程调用，退出的都是整个进程）
主线程退出，并不会导致进程退出，只有所有的线程都退出了，进程才退出

3.
int pthread_cancel(pthread_t thread);终止一个线程；退出的线程是被动取消的

线程的等待

等待一个线程的退出，获取退出线程的返回值，回收线程所占的资源

线程有一个属性，默认创建出来这个属性是joinable，处于这个属性的线程，退出后，需要被其它线程获取返回值回收资源
int pthread_join(pthread_t thread, void **retval)----等待指定线程退出，获取返回值
参数列表：
thread：要等待退出的线程id
retval：输出型参数，用于返回线程的返回值

线程的分离

将线程joinable 属性改为detach 属性；
一个线程属性若是joinable 那么就必须被等待
一个线程属性若是detach那么这个线程退出后则自动释放资源，不需要被等待（因为资源已经自动释放了）
分离一个线程，一定是你对线程的返回值，不感兴趣，根本就不想获取，又不想一直等待
int pthread_deatch(pthread_t thread);----将指定线程分离出去，属性改为detach

pthread_t pthread_self(void);返回调用线程的tid

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