1. 线程的创建

1.1 创建线程

启动程序时，创建的进程只是一个单线程的进程，称之为初始线程或主线程，本小节我们讨论如何创建一个新的线程。

创建线程与创建进程的方法是一样的，让我们来看一下创建线程的函数：

#include <pthread.h>

int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,void *(*start_routine) (void *), void *arg);

我们来解读一下参数的含义：

参数	含义
thread	pthread_t类型指针，当pthread_create()成功返回时，新创建的线程的线程ID会保存在参数thread
attr	pthread_attr_t类型指针，指向pthread_attr_t类型的缓冲区，pthread_attr_t数据类型定义了线程的各种属性，如果将参数attr设置为NULL，那么表示将线程的所有属性设置为默认值，以此创建新线程。
start_routine	参数start_routine是一个函数指针，指向一个函数，新创建的线程从start_routine()函数开始运行，该函数返回值类型为void，并且该函数的参数只有一个void，其实这个参数就是pthread_create()函数的第四个参数arg
arg	传递给start_routine()函数的参数。一般情况下，需要将arg指向一个全局或堆变量，意思就是说在线程的生命周期中，该arg指向的对象必须存在，否则如果线程中访问了该对象将会出现错误。当然也可将参数arg设置为NULL，表示不需要传入参数给start_routine()函数。
返回值	成功返回0；失败时将返回一个错误号，并且参数thread指向的内容是不确定的。

注意pthread_create()在调用失败时通常会返回错误码，它并不像其它库函数或系统调用一样设置errno，每个线程都提供了全局变量errno的副本，这只是为了与使用errno到的函数进行兼容，在线程中，从函数中返回错误码更为清晰整洁，不需要依赖那些随着函数执行不断变化的全局变量，这样可以把错误的范围限制在引起出错的函数中。

线程创建成功，新线程就会加入到系统调度队列中，获取到CPU之后就会立马从start_routine()函数开始运行该线程的任务；调用pthread_create()函数后，通常我们无法确定系统接着会调度哪一个线程来使用CPU资源，先调度主线程还是新创建的线程呢（而在多核CPU或多CPU系统中，多核线程可能会在不同的核心上同时执行）？如果程序对执行顺序有强制要求，那么就必须采用一些同步技术来实现。这与前面学习父、子进程时也出现了这个问题，无法确定父进程、子进程谁先被系统调度。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
static void *new_thread_start(void *arg)
{
	 printf("新线程: 进程 ID<%d> 线程 ID<%lu>\n", getpid(), pthread_self());
	 return (void *)0;
}

int main(void)
{
	 pthread_t tid;
	 int ret;
	 ret = pthread_create(&tid, NULL, new_thread_start, NULL);
	 if (ret) 
	 {
		 fprintf(stderr, "Error: %s\n", strerror(ret));
		 exit(-1);
	 }
	 printf("主线程: 进程 ID<%d> 线程 ID<%lu>\n", getpid(), pthread_self());
	 sleep(1);
	 exit(0);
}

应该将pthread_t作为一种不透明的数据类型加以对待，但是在示例代码中需要打印线程ID，所以要明确其数据类型，示例代码中使用了printf()函数打印线程ID时，将其作为unsignedlongint数据类型，在Linux 系统下，确实是使用unsignedlongint来表示pthread_t，所以这样做没有问题！
主线程休眠了1秒钟，原因在于，如果主线程不进行休眠，它就可能会立马退出，这样可能会导致新创建的线程还没有机会运行，整个进程就结束了。
在主线程和新线程中，分别通过getpid()和pthread_self()来获取进程ID和线程ID，将结果打印出来，运行结果如下所示：
在这里插入图片描述
编译时出现了错误，提示“对‘pthread_create’未定义的引用”，示例代码确实已经包含了<pthread.h>头文件，但为什么会出现这样的报错，仔细看，这个报错是出现在程序代码链接时、而并非是编译过程，所以可知这是链接库的文件，如何解决呢？
在这里插入图片描述
从打印信息可知，正如前面所介绍那样，两个线程的进程ID相同，说明新创建的线程与主线程本来就属于同一个进程，但是它们的线程ID不同。从打印结果可知，Linux系统下线程ID数值非常大，看起来像是一个指针。

2. 线程ID

2.1 不可或缺的线程ID

就像每个进程都有一个进程ID一样，每个线程也有其对应的标识，称为线程ID。进程ID在整个系统中是唯一的，但线程ID不同，线程ID只有在它所属的进程上下文中才有意义。

进程ID使用pid_t数据类型来表示，它是一个非负整数。而线程ID使用pthread_t数据类型来表示，一个线程可通过库函数pthread_self()来获取自己的线程ID，其函数原型如下所示：

#include <pthread.h>

pthread_t pthread_self(void);

3. 终止线程

3.1 如何终止线程

在新线程的启动函数（线程 start 函数）new_thread_start()通过 return 返回之后，意味着该线程已经终止了，除了在线程 start 函数中执行 return 语句终止线程外，终止线程的方式还有多种，可以通过如下方式终止线程的运行：

线程的 start 函数执行 return 语句并返回指定值，返回值就是线程的退出码；
线程调用 pthread_exit()函数；
调用 pthread_cancel()取消线程

tips:这里万分注意的是，慎在线程中使用exit()、_exit()或者_Exit()，否则，你使用的整个程序都会退出，后果看个人的使用场景吧！

我们来看一下pthread_exit()函数将终止调用它的线程，其函数原型如下所示：

#include <pthread.h>

void pthread_exit(void *retval);

参数 retval 的数据类型为 void *，指定了线程的返回值、也就是线程的退出码，该返回值可由另一个线程通过调用 pthread_join()来获取；同理，如果线程是在 start 函数中执行 return 语句终止，那么 return 的返回值也是可以通过 pthread_join()来获取的。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

static void *new_thread_start(void *arg)
{
	 printf("新线程 start\n");
	 sleep(1);
	 printf("新线程 end\n");
	 pthread_exit(NULL);
}

int main(void)
{
	 pthread_t tid;
	 int ret;
	 ret = pthread_create(&tid, NULL, new_thread_start, NULL);
	 if (ret) 
	 {
		 fprintf(stderr, "Error: %s\n", strerror(ret));
		 exit(-1);
	 }
	 printf("主线程 end\n");
	 pthread_exit(NULL);
	 exit(0);
}