Linux 多線程 pthread

1. Linux線程的發展

早在LINUX2.2核心中。並不存在真正意義上的線程，當時Linux中常用的線程pthread實際上是通過進程來類比的，也就是同過fork來建立“輕”進程，並且這種輕進程的線程也有個數的限制：最多隻能有4096和此類線程同時運行。
2.4核心消除了個數上的限制，並且允許在系統運行中動態調整進程數的上限，當時採用的是Linux Thread 線程庫，它對應的執行緒模式是“一對一”，而線程的管理是在核心為的函數庫中實現，這種線程得到了廣泛的應用。但是它不與POSIX相容。另外還有許多諸如訊號處理，進程ID等方面的問題沒有完全解決。
相似新的2.6核心中，進程調度通過重新的編寫，刪除了以前版本中的效率不高的演算法，核心架構頁也被重新編寫。開始使用NPTL(Native POSIX Thread Library)線程庫，這個線程庫有以下幾個目標： POSIX相容，都處理結果和應用，底啟動開銷，低連結開銷，與Linux Thread應用的二進位相容，軟硬體的可擴充能力，與C++整合等。 這一切是2.6的核心多線程機制更加完備。

2. Linux 線程的實現

Linux線程的基本操作
這裡主要講的線程以及相關操作都是使用者空間的線程操作，在Linux中，一般pthread線程庫是一套通用的線程庫，是由POSIX提出的，因此具有很好的可移植性。
2.1 線程的建立： 建立線程通常使用的函數是pthread_create.

2.2 線程的退出:

1) 線上程建立以後，就開始運行相關的線程函數，在該函數運行完之後，該線程也就退出了。這是線程退出的一種方法: 運行完畢，自動結束;

2) 調用pthread_exit函數主動退出;

3) 進程終止函數exit函數，一旦結束了進程，那麼此進程中所有線程都將無條件終止。
一個注意點：在預設線程屬性下，如果一個進程有很多線程在同時運行，一個線程在退出以後，當前線程所佔用的資源並不會隨著線程的終止而得到釋放。因為所有處在一個進程中的線程共用資源。
線程中還有一個常用函數：pthread_join函數可以用於將當前線程掛起，等待其他線程結束。實際上，這個函數是就是一個線程阻塞函數，調用它的函數將一直等待到被等待的線程結束為止。當函數返回時，被等待線程的資源就被回收。
pthread_create 函數：

 

pthread_exit函數

pthread_join函數

取消一個線程
有時候，我們想讓一個線程 能夠請求另外一個線程結束，就像給它發送一個訊號似的。用線程程是可以完成這一操作的，而與單處理經，線程在被要求結束執行的時候還有一種改變其行為的辦法。
我們來看看要求一個線程結束執行的函數

這個定義很明白，給定一個線程標識符，我們就能要求取消它。但在取消線形程請求的接收端，事情會稍微複雜一些，好在也不是太複雜。線形程可以用pthread_setcancelstate設定自己的取消狀態，下面是這個函數的定義：

如果取消請求被接受了，線程會進入第二個控制層次----用pthread_setcanceltype設定取消類型。

稍微注意一點就是在android-ndk-r3 裡是不支援int pthread_cancel(pthread_t thread); 所以想強制退出線程似乎沒有更好的辦法。

=================================================================================

linux多線程pthread的函式宣告在中，因此在使用該函數時，需要把該標頭檔引入。

線程的建立
1、建立

int pthread_create( pthread_t *restrict tidp, const pthread_attr_t *restrict attr, void *(* func) (void *), void *restrict arg );

attr: 線程屬性包括：優先順序、初始棧大小，是否應該成為一個守護線程。

預設設定，NULL

tidp是要建立的線程，建立成功後tipd為先線程的id

void *(* func) (void *)是一個函數指標，該函數指標的類型為void* (*)(void *)

是一個參數為void *，傳回值也為void *的函數類型。它的一個簡單的例子如下

void *thread_handler(void *arg)

{

return NULL;

}

void *restrict arg
中的arg是void *(* func) (void *)函數指標的參數。

補充：函式宣告中多次出現了restrict，其實這是用於CPU對函數的最佳化使用的，restrict的使用，由程式員保證使用restrict標誌的參數間不會有記憶體重疊。

擷取線程自身的id

pthread_t pthread_self(void);

等待給定線程終止

int pthread_join( pthread_t tid, void **status);

statues返回等待線程的傳回值

單個線程有三種退出方式

1.線程從啟動常式中返回(return方式)，傳回值是現成的退出碼

2.線程被同一進程內的其他線程取消

3.線程調用pthread_exit退出。void pthread_exit(void *rval_ptr)

線程清理處理常式

void pthread_clean_push(void (*rtn)(void *),void *arg)

void pthread_clean_pop(iny excute)

清理函數rtn的調用順序是由pthread_clean_push函數安排的。

它在下列幾種情況下執行:

1.調用pthread_exit時

2.響應取消請求時

3.用非零execute參數調用pthread_clean_pop時

如果execute參數為0，清理函數將不被調用。無論何種情況，pthread_clean_pop都將刪除上次pthread_clean_push建立的清理處理常式。

如果線程使用return從常式返回，那麼pthread_clean_push建立的清理處理常式不會被執行。

linux thread與fork的對比