线程概念

在以前我们学习进程的时候,进程就是一个pcb,是一个task_struct结构体,里面有很多描述信息实现操作系统对程序运行的管理

在我们学习到线程后,发现线程是进程的一条执行流,在linux下,程序调度是通过pcb完成的,pcb是linux下的执行流,所以也可以认为linux下的pcb是一个线程,只不过linux下通常不谈线程,而叫做轻量级进程

进程:是一个程序动态的运行，一个程序运行的描述，cpu资源分配的基本单位
线程:是一个进程中的执行流，执行程序中的某段代码，cpu执行调度的基本单位

所谓轻量化进程就是一个进程中可以存在多个pcb，这些pcb共用一个虚拟地址空间每一个线程都是进程中的一个执行流，因此多个执行流可以共同工作,这些pcb合在一起就是线程组,也可以将进程理解为一个线程组.

线程之间的独有与共享

共享

虚拟地址空间:数据段代码段

信号处理方式

IO信息

用户ID/组ID工作路径......

独有

栈:避免调用栈混乱
寄存器:保存运行信息
线程ID---线程的标识符：用于区分不同线程
信号屏蔽字：特殊线程执行任务时不希望被某个信号打断
erron：全局变量errno可以存放错误原因，当错误发生时，函数的返回值是可以通过非法值来提示错误的发生。
优先级：线程调度的优先级

多线程与多进程的优缺点分析

优点

多线程

线程间通信非常灵活(包含进程间通信方式在内,也可以通过全局变量或者传值)
线程的创建与销毁成本更低(线程资源大多共享)
线程间的切换调度成本稍低(很多数据不需要切换)

?多进程

独立性高,稳定性强

多线程和多进程的优缺点是互补的.

共同优点:多任务使用多执行流处理的优点,都可以提高效率

CPU密集型程序:程序几乎都是cpu数据运算,执行流并不是越多越好,多了反而增加切换调度成本CPU密集型程序的执行流个数一般是cpu核心数+1，防止切换调度增加成本。

IO密集型程序:程序中几乎都是IO操作

IO操作:等待IO就绪,数据拷贝

线程控制

在linux中系统没有直接提供线程的操作接口,不过在上层上封装实现了一套线程库.

线程控制通过线程创建->线程终止->线程等待->线程分离来控制

线程创建

实现在用户态创建一个线程,但是linux下程序调度只能通过pcb完成,因此在内核创建了一个新的pcb出来.这时我们上层创建的线程叫做用户态线程,内核的pcb叫做轻量级进程

本质上就是通过在内核创建了一个轻量级进程来实现的

接口

int pthread_create()

参数:

pthread_t *tid:用于获取上层线程id?tid实际上是创建线程后,线程有自己独立的一块空间的首地址
pthread_attr_t *attr?用于设置线程属性,通常置NULL
void *(*thread_routine)(void *arg);线程入口函数
void *arg?传递给线程入口函数的参数
返回值:成功返回0,失败返回非0值.

#include<stdio.h>
#include<pthread.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
void *thread_entry(void *arg)
{
  while(1)
  {
    printf("i am new thread!! %s\n",(char*)arg);
    sleep(1);
  }
  return NULL;
}
int main()
{
  pthread_t tid;
  char buf[32]="快要下课了!\n";
  int ret=pthread_create(&tid,NULL,thread_entry,(void*)buf);
  if(ret!=0)
  {
    printf("thread create error:%s\n",strerror(ret));
    return -1;
  }
  while(1)
  {
    printf("i am main thread!\n");
    sleep(1);
  }
  return 0;

}

?LWP是轻量级进程id,两者不同,他们有相同的PID,NLWP是轻量级进程数量,都是2;

线程终止

线程终止就是退出线程

在线程入口函数中return,(main函数return退出的是进程);
在任意位置调用void?pthread_exit(void *retval)
在任意位置调用?int_pthread_cancel(pthread_t?tid)

#include<stdio.h>
#include<pthread.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
void *thread_entry(void *arg)
{
  while(1)
  {
    printf("i am new thread!! %s\n",(char*)arg);
    sleep(1);
  }
  return NULL;
}
int main()
{
  pthread_t tid;
  char buf[32]="快要下课了!\n";
  int ret=pthread_create(&tid,NULL,thread_entry,(void*)buf);
  if(ret!=0)
  {
    printf("thread create error:%s\n",strerror(ret));
    return -1;
  }
  printf("i am main thread");
  while(1)
  {
    printf("i am main thread!\n");
    sleep(3);
    pthread_exit(NULL);
  }
  return 0;

}
[dev@localhost pthread]$