Linux 线程Pthread（一）创建、终止、获取TID

女爷i 2022-06-14 11:46 382阅读 0赞

多线程一直接触，这次系统学习一蛤。

多线程目的是在单进程环境下执行多个任务。一个进程中的所有线程都可以访问该进程的组成部件，如文件描述符和内存。

单个资源在多个用户间共享，就必须处理一致性问题。

同一进程中的多条线程将共享该进程中的全部系统资源，如虚拟地址空间，文件描述符和信号处理等等。

但同一进程中的多个线程有各自的调用栈（call stack），自己的寄存器环境（register context），自己的线程本地存储（thread-local storage）。

通过`__thread`关键字是GCC内置的线程局部存储设施，存储效率堪比全局变量，它保证该变量在每个线程中都有独立的实体，互不干扰

## 1.线程标识 ##

每个线程有一个线程ID，并且这个ID只有在它所属的进程上下文中才有意义。

#include <pthread.h>
    pthread_t pthread_self(void);//获取当前线程的线程ID
    
    #include <pthread.h>
    int pthread_equal(pthread_t tid1,pthread_t tid2);
    //相等返回非0
    //否则返回0

`pid_t`用来标志进程，是一个非负整数，而`pthread_t`则有可能是一个结构体（取决于实现）。  
因此，在调用`pthread_equal`的时候，参数必须严格是`pthread_t`类型的变量，否则将会出现未定义的行为：

> The pthread\_equal() function shall return a non-zero value if t1 and t2 are equal; otherwise, zero shall be returned.  
> ***If either t1 or t2 are not valid thread IDs, the behavior is undefined.***

## 2.创建线程 ##

#include <pthread.h>
    int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,void *(*start_routine) (void *), void *arg);

`pthread_t * thread`指向线程创建成功时线程id所在的内存单元  
`pthread_attr_t * attr`创建时属性  
`start_routine`即run in thread回调，这是一个函数指针，指向函数返回`void*` 参数是`void*`  
`void *arg`即run in thread回调中的参数

## 3.线程终止　 ##

如果进程中的任意线程调用了`exit`、`_Exit`、`_exit`函数，那么整个进程就会终止。  
如果终止进程，则发送到线程的信号就会终止整个进程。

通过在线程中调用`exit`系列函数发现，确实主进程也随着退出，那么如何优雅地退出？

> 1.直接返回 return  
> 2.被其他线程取消  
> 3.线程自己调用pthread\_exit

而通过`pthread_join`则可以知道`return`或者`pthread_exit`的状态码

#include <pthread.h>
    void pthread_exit(void *retval);
    
    #include <pthread.h>
    int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);

另外，在APUE中提到一个很重要的点，使用`pthread_exit`返回的变量不能是栈上变量，  
我们知道每个线程有自己的栈，当某一个线程`pthread_exit`返回后，栈空间可能被另外的线程所覆盖

为了解决这个问题，我们可以使用全局变量和malloc函数分配的堆变量

下面这个代码测试了上述所有函数，详见[github][]

//thread_exit.c
    
    void *thread1(void *arg)
    {
        pthread_t *tid1=(pthread_t*)(arg);
    
        int ret = pthread_equal(*tid1,pthread_self());
    
        printf("in thread1 tid = %lu, ret is %d\r\n",(unsigned long)pthread_self(),ret);
    
    
        return ((void*)2);
    }
    
    void *thread2(void *arg)
    {
        pthread_t *tid1=(pthread_t*)(arg);
    
        int *a= (int *)malloc(sizeof(int));
        printf("in thread2 pointer %p\r\n",a);
        *a=5;
        int ret = pthread_equal(*tid1,pthread_self());
        printf("in thread2 tid = %lu,ret is %d\r\n",(unsigned long)pthread_self(),ret);
        pthread_exit((void*)a);
    }
    
    
    int main(void )
    {
        pthread_t tid1;
        pthread_t tid2;
    
        int ret;
        ret = pthread_create(&tid1,NULL,thread1,&tid1);
        assert(ret==0);
        ret = pthread_create(&tid2,NULL,thread2,&tid1);//test
        assert(ret==0);
    
        printf("main thread:  %lu\r\n",(unsigned long)pthread_self());
    
        void * status;
    
        pthread_join(tid1,&status);
        printf("thread %lu exit status is %ld\r\n",(unsigned long)tid1,(long)status);
    
    
    
        int *fuck;
        pthread_join(tid2,(void*)&fuck);
    
        printf("======%d\r\n",*fuck);
        printf("in main pointer %p\r\n",fuck);
        free(fuck);//malloc in thread
    
        //printf("thread %lu exit status is %d\r\n",(unsigned long)tid2,*(int *)status);
    
        printf("main thread exit\r\n");
    
        return 0;
    }

[github]: https://github.com/NearXdu/APUE