线程的概念和创建

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线程

概念：线程是进程内部的一条执行序列（执行流），一个进程可以包含多个线程。将main函数执行的线程称之为主线程，其他线程的线程称之为函数函数线程。

C语言如何组织一组指令—>函数

main函数：进程执行的入口。

创建线程时，需要指定线程的执行序列（函数）。

函数调用和线程函数

函数调用

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int main()	//串行执行
{
	fun();	//函数调用栈    
}

线程函数

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void *fun(void *arg);
int mian()	//并发执行
{
    pthread_create(fun);//只是给一个函数地址，来指定创建的线程从哪个函数开始执行
}

线程的实现方式

  • 用户级线程：n:1
  • 内核级线程：线程的实现是在内核态 n:n
  • 混合级线程: n:m

内核态线程

优点：用户程序比较简单，一个线程阻塞，可以很从容的切换到另一个线程。

缺点：切换效率低，每次切换都需要陷入内核态，占用内核稀缺的内存资源。

用户级线程

优点：灵活，内核不需要知道线程的存在，切换效率高，因为不需要陷入内核，不用修改操作系统，实现简单。

缺点：如果一个线程阻塞，则会造成整个线程的阻塞，用户程序就会相对复杂一些。

Linux系统的线程实现：

Linux实现线程的机制非常独特，从内核角度来说，他并没有线程这个概念。线程仅仅被视为一个与其他进程共享某些资源的进程。

进程和线程的区别

  • 进程是资源分配的最小单位，线程是CPU调度的最小单位
  • 进程有自己的独立地址空间，线程共享进程中的地址空间
  • 进程的创建消耗资源大，线程的创建相对较小
  • 进程的切换开销大，线程的切换开销小

Linux系统上线程库的使用

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int pthread_create(pthread_t *id,pthread_attr_t *attr,void *(*pthread_fun)(void *),void *arg);
id:传递pthread_t类型变量的地址，用于返回创建的线程的ID
attr:设置线程的属性，默认属性直接传递NULL
pthread_fun:线程函数的地址（用户自己实现的一个函数）
arg：传递给线程函数的参数
成功返回0，失败返回错误码
int pthread_exit(void *result);//结束一个线程并且设置线程结束的一些信息，结束进程但是不想结束线程
int pthread_join(pthread_t id,void **result);//等待一个ID指定的线程结束，result获取ID线程结束时设置的结束信息。

使用这个方法来测试一下

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#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>

#include<pthread.h>

void *fun(void *);

int main()
{
    pthread_t id;
    //fun并不是函数调用，仅仅时给了一个函数的地址
    int res=pthread_create(&id,NULL,fun,NULL);
    assert(res==0);

    int i=0;
    for(;i<5;i++)
    {
        printf("main running\n");
        sleep(1);
    }    
    exit(0);
}
void *fun(void *arg)
{
    int i=0;
    for(;i<3;i++)
    {
        printf("fun running\n");
        sleep(1);
    }
}

编译的时候要连接pthread库

给线程函数传递参数

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void *  传递一个小于等于4字节的值类型，传递一个地址
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#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>

#include<pthread.h>

void *fun(void *);

int main()
{
    int a=10;
    pthread_t id;
    //fun并不是函数调用，仅仅时给了一个函数的地址
    int res=pthread_create(&id,NULL,fun,(void*)a);
    assert(res==0);
    a=20;
    int i=0;
    for(;i<5;i++)
    {
        printf("main running\n");
        sleep(1);
    }    
    exit(0);
}
void *fun(void *arg)
{
    sleep(1);
    int b=(int)arg;
    printf("b=%d\n",b);
    int i=0;
    for(;i<3;i++)
    {
        printf("fun running\n");
        sleep(1);
    }
}

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传递一个地址//函数线程和传递参数的线程共享传递的变量
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#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>

#include<pthread.h>

void *fun(void *);

int main()
{
    int a=10;
    pthread_t id;
    //fun并不是函数调用，仅仅时给了一个函数的地址
    int res=pthread_create(&id,NULL,fun,(void*)&a);
    assert(res==0);
    a=20;
    int i=0;
    for(;i<5;i++)
    {
        printf("main running\n");
        sleep(1);
    }    
    exit(0);
}
void *fun(void *arg)
{
    sleep(1);
    int b=*(int*)arg;
    printf("b=%d\n",b);
    int i=0;
    for(;i<3;i++)
    {
        printf("fun running\n");
        sleep(1);
    }
}

线程之间除了地址空间共享，还有那些是共享的：

进程：.text .data .heap .stack 内核（文件描述符）

结论：同一个进程中的线程共享.data .heap .text 文件描述符（无论什么时候打开）