线程系列：
线程的认识：讲解线程的概念和线程的基本控制
线程的分离
线程分离是指将一个线程从主线程中分离出来，使其能够独立运行。当一个线程被设置为分离状态时，它结束时系统会自动回收其资源，而不需要其他线程使用pthread_join()函数来等待其结束并手动回收资源。
设置线程分离的方法：
使用pthread_detach()函数：在线程创建后，可以通过调用pthread_detach()函数来将线程设置为分离状态。这个函数是非阻塞式的，即调用后不会阻塞当前线程的执行。
在创建线程时设置分离属性：另一种方法是在创建线程时，通过pthread_create()函数的第二个参数（线程属性）来设置线程为分离状态。这种方法在创建线程时即指定了其分离属性，效率相对较高。
void* threadrun(void* args)
{
string name = static_cast<const char *>(args);
while(true)
{
sleep(1);
cout<<"this is new thread:"<<name<<endl;
}
}
int main()
{
pthread_t tid;
pthread_create(&tid, nullptr, threadrun, (void *)"thread 1");
cout << "main thread wait block" << std::endl;
pthread_join(tid, nullptr);
cout << "main thread wait return"<<endl;
}
使用分离函数后：
再加个有限时间的循环看看：
对线程分离理解：虽然新线程与主线程已经分离了，但它们仍然是同一进程中的执行流，如果程序使用时出现异常时（新线程或者主线程），那么两个程序都会终止；或者说主线程结束了，实际上就代表进程结束了;所以线程的分离仍然是在进程中进行的，受进程的影响；
何时使用：当线程完成任务后不需要与其结果交付时；当线程在后台运行且不需要与主线程进行同步进行时；
注意：分离线程无法重新连接！而可连接线程可以分离，当只有在尚未开始运行之前。
理解线程库的地址关系
线程栈
线程栈是与线程紧密相关的内存区域，用于存储线程的局部变量、函数调用的返回地址以及线程的执行上下文等信息。每个线程都有自己独立的栈空间，这保证了线程之间的数据是隔离的，从而避免数据竞争和线程安全问题。
#include<iostream>
using namespace std;
#include<pthread.h>
#include<unistd.h>
void *threadrun1(void *args)
{
std::string name = static_cast<const char *>(args);
int g_val=100;
while(true)
{
sleep(1);
printf("%s, g_val: %lu, &g_val: %p\n", name.c_str(), g_val--, &g_val);
}
return nullptr;
}
void *threadrun2(void *args)
{
std::string name = static_cast<const char *>(args);
int g_val=100;
while(true)
{
printf("%s, g_val: %lu, &g_val: %p\n", name.c_str(), g_val--, &g_val);
sleep(1);
}
return nullptr;
}
int main()
{
pthread_t tid1;
pthread_t tid2;
pthread_create(&tid1, nullptr, threadrun1, (void *)"thread 1");
pthread_create(&tid2, nullptr, threadrun2, (void *)"thread 2");
pthread_join(tid1, nullptr);
pthread_join(tid2, nullptr);
}
通过两个新线程都创建一个局部变量（变量名相同），比较它们的地址；
可以看到g_val在各自线程是不一样的，地址也是不同的;
线程局部存储（TLS）
线程局部存储（TLS）是一种机制，允许每个线程拥有自己的私有数据副本，即使不同线程执行相同的代码，TLS变量与常规全局变量是不同的，因为每个线程堆TLS变量的访问都是独立的。
一般适用于：
- 线程特定数据：当某些数据只对特定线程有意义，并且需要在线程内保持状态时，可以使用线程局部存储。
- 全局状态隔离：通过将全局状态分离为每个线程的私有副本，可以提高并发性能，避免线程间的数据竞争。
- 线程上下文保存：线程局部存储也可用于保存当前执行线程的上下文信息，如用户身份验证信息、数据库连接等。
注意：
线程局部存储变量通常只能用于具有静态或线程存储期的变量，不能用于自动或动态分配的变量。使用线程局部存储时需要谨慎管理内存，避免内存泄漏或无效访问等问题。
线程的封装
线程的封装通常指的是将线程的创建、执行、同步、资源管理等逻辑封装到一个类或对象中，以便更好地组织代码，提高代码的可读性和可维护性。
封装线程可以隐藏线程的复杂性，使得其他部分的代码可以更加简洁地与线程进行交互。
下面看具体代码：
Thread.hpp：对线程的封装
#ifndef __THREAD_HPP__
#define __THREAD_HPP__
#include<iostream>
#include<string>
#include<pthread.h>
#include<functional>
#include<unistd.h>
using namespace std;
namespace ThreadMdule
{
//通过模板类可调用一切任何对象
template<typename T>
using func_t = std::function<void(T&)>;
template<typename T>
class Thread
{
public:
void Excute()
{
_func(_data);
}
Thread(func_t<T> func, T data, const std::string &name="none-name")
: _func(func), _data(data), _threadname(name), _stop(true)
{}
static void* threadroutine(void* args)
{
Thread<T>* self=static_cast<Thread<T>*>(args);
self->Excute();
return nullptr;
}
bool start()
{
int n=pthread_create(&_tid,nullptr,threadroutine,this);
if(!n)
{
_stop = false;
return true;
}
else
{
return false;
}
}
void Detach()
{
if(!_stop)
{
pthread_detach(_tid);
}
}
void Join()
{
if(!_stop)
{
pthread_join(_tid,nullptr);
}
}
string name()
{
return _threadname;
}
void Stop()
{
_stop = true;
}
~Thread() {}
private:
pthread_t _tid;
std::string _threadname;
T _data;
func_t<T> _func;
bool _stop;
};
}
#endif
线程类中包括了：线程名，数据，调用函数指针等；
通过start()函数来创建新线程：用到了函数threadroutinue，在函数中将函数成员_func（也就是具体函数的指针）使用了起来，就表示新线程的创建使用；
主函数的调用：
void print(int &cnt)
{
while (cnt)
{
std::cout << "hello I am myself thread, cnt: " << cnt-- << std::endl;
sleep(1);
}
}
const int num=3;
int main()
{
vector<Thread<int>> threads;
//创建新线程
for(int i=0;i<num;i++)
{
string name="thread"+to_string(i + 1);
threads.emplace_back(print,3,name);
}
//启动进程
for(auto& thread:threads)
{
thread.start();
}
//等待进程结束
for(auto& thread:threads)
{
thread.Join();
cout<<"wait thread done,thread is: "<<thread.name()<<endl;
}
return 0;
}
这样就是对线程的简单封装；
通过封装线程，我们可以更好地控制线程的创建、执行和销毁过程，同时使得代码更加清晰和易于维护。
此外，封装还可以帮助我们添加额外的功能，比如线程池的集成、异常处理、线程同步等。
