线程的概念

• 轻量级：线程是轻量级的进程，创建和切换线程的开销比进程小。这是因为线程共享进程的大部分资源，不需要像进程那样分配独立的资源。

• 并发执行：线程可以与其他线程并发执行，提高程序的执行效率。例如，在多线程服务器中，可以为每个客户端请求创建一个线程来处理，从而实现同时处理多个请求。

• 共享资源：同一进程内的线程可以共享进程的全局变量、文件描述符、内存空间等资源。这使得线程间的通信和数据共享更加方便，但也需要注意同步和互斥问题，以避免资源冲突和数据不一致。

线程与进程的区别

• 资源拥有：
• 进程：拥有独立的资源集合，包括内存空间、文件描述符、全局变量等。进程间的资源是隔离的，不能直接共享。
• 线程：共享所属进程的大部分资源，如内存空间和文件描述符等，但每个线程有自己的程序计数器、寄存器和栈空间。

• 创建和销毁：
• 进程：创建和销毁进程的开销较大，需要分配和回收独立的资源。
• 线程：创建和销毁线程的开销较小，只需分配少量的资源，如栈空间等。

• 通信方式：
• 进程：进程间的通信需要通过进程间通信机制，如管道、信号、消息队列、共享内存等，实现起来相对复杂。
• 线程：线程间的通信可以通过直接访问共享资源来实现，如共享内存和全局变量等，通信更加方便和高效，但也需要注意同步和互斥问题。

• 调度单位：
• 进程：操作系统调度的基本单位是进程，进程的切换开销较大。
• 线程：线程是操作系统调度的基本单位，线程的切换开销较小，可以更细粒度地进行调度，提高系统的并发性能。

• 独立性：
• 进程：进程是独立的运行单位，拥有独立的地址空间和资源，一个进程崩溃不会影响其他进程。
• 线程：线程是依赖于进程的，一个进程崩溃可能会导致其所有线程崩溃，因为线程共享进程的资源和地址空间。

线程的应用场景

• 多任务处理：如多线程服务器，可以同时处理多个客户端请求。

• 提高程序效率：通过并发执行多个线程，可以充分利用多核 CPU 的计算能力，提高程序的执行效率。

• 响应式程序：如图形用户界面程序，可以使用一个线程处理用户界面，另一个线程处理后台任务，使程序更加响应用户操作。

线程控制

线程控制

线程创建

• 参数说明：
• thread：指向 pthread_t 类型变量的指针，用于存储新创建线程的线程 ID。
• attr：指向 pthread_attr_t 类型的指针，用于设置线程属性（如栈大小、调度策略等）。如果设置为 NULL，则使用默认属性。
• start_routine：新线程的入口函数，类型为 void* (*)(void*)。该函数将在线程启动后执行。
• arg：传递给 start_routine 函数的参数，类型为 void*。

• 返回值：如果创建成功，返回 0；否则返回错误码。

线程终止

• 自然终止：线程执行完其入口函数后自然终止。

• 显式终止：线程可以通过调用 pthread_exit 函数显式终止自己。该函数的基本语法如下：
• retval：线程退出时返回的值，可以被其他等待该线程的线程获取。

• 被其他线程取消：一个线程可以通过调用 pthread_cancel 函数请求取消另一个线程。被取消的线程在执行到取消点时会终止。

线程等待

• 参数说明：
• thread：要等待的线程的线程 ID。
• retval：指向 void* 类型变量的指针，用于存储被等待线程的返回值。如果不需要获取返回值，可以设置为 NULL。

• 返回值：如果等待成功，返回 0；否则返回错误码。

示例代码

注意事项

• 线程同步：在多线程程序中，需要使用互斥锁、条件变量等同步机制来避免线程间的竞态条件和死锁问题。

• 资源清理：线程终止时，需要确保其占用的资源（如内存、文件描述符等）得到正确释放，以避免资源泄露。

• 取消点：线程取消操作只在取消点处生效，取消点是一些系统调用和库函数，如 read、write、pthread_testcancel 等。