目录
1.线程概述
2.创建线程
3.线程退出
4.线程回收
5.线程分离
1.线程概述
线程是轻量级的进程（LWP：light weight process），在Linux环境下线程的本质仍是进程。在计算机上运行的程序是一组指令及指令参数的组合，指令按照既定的逻辑控制计算机运行。操作系统会以进程为单位，分配系统资源，可以这样理解，进程是资源分配的最小单位，线程是操作系统调度执行的最小单位。
| 特性 | 进程 | 线程 |
|---|---|---|
| 地址空间 | 进程有自己独立的地址空间 | 多个线程共享同一个地址空间 |
| 资源利用 | 进程资源开销较大 | 线程更加节省系统资源，效率较高 |
| 独享资源 | - | 每个线程有属于自己的栈区和寄存器（由内核管理） |
| 共享资源 | - | 代码段、堆区、全局数据区、打开的文件（文件描述符表） |
| 最小单位 | 进程是操作系统中最小的资源分配单位 | 线程是程序的最小执行单位 |
| 虚拟地址空间 | 每个进程对应一个虚拟地址空间 | 共享进程的虚拟地址空间 |
| CPU时间片 | 一个进程只能抢一个CPU时间片 | 多个线程可以在一个地址空间中抢更多的CPU时间片 |
CPU的调度和切换: 线程的上下文切换比进程要快的多
上下文切换：进程/线程分时复用CPU时间片，在切换之前会将上一个任务的状态进行保存, 下次切换回这个任务的时候, 加载这个状态继续运行，任务从保存到再次加载这个过程就是一次上下文切换。
线程更加廉价, 启动速度更快, 退出也快, 对系统资源的冲击小。
2.创建线程
#include <pthread.h>
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,
void *(*start_routine) (void *), void *arg);
// Compile and link with -pthread, 线程库的名字叫pthread, 全名: libpthread.so libptread.a// pthread_create.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>
// 子线程的处理代码
void* working(void* arg)
{
printf("我是子线程, 线程ID: %ld\n", pthread_self());
for(int i=0; i<9; ++i)
{
printf("child == i: = %d\n", i);
}
return NULL;
}
int main()
{
// 1. 创建一个子线程
pthread_t tid;
pthread_create(&tid, NULL, working, NULL);
printf("子线程创建成功, 线程ID: %ld\n", tid);
// 2. 子线程不会执行下边的代码, 主线程执行
printf("我是主线程, 线程ID: %ld\n", pthread_self());
for(int i=0; i<3; ++i)
{
printf("i = %d\n", i);
}
// 休息, 休息一会儿...
// sleep(1);
return 0;
}3.线程退出
#include <pthread.h>
void pthread_exit(void *retval);#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>
// 子线程的处理代码
void* working(void* arg)
{
sleep(1);
printf("我是子线程, 线程ID: %ld\n", pthread_self());
for(int i=0; i<9; ++i)
{
if(i==6)
{
pthread_exit(NULL); // 直接退出子线程
}
printf("child == i: = %d\n", i);
}
return NULL;
}
int main()
{
// 1. 创建一个子线程
pthread_t tid;
pthread_create(&tid, NULL, working, NULL);
printf("子线程创建成功, 线程ID: %ld\n", tid);
// 2. 子线程不会执行下边的代码, 主线程执行
printf("我是主线程, 线程ID: %ld\n", pthread_self());
for(int i=0; i<3; ++i)
{
printf("i = %d\n", i);
}
// 主线程调用退出函数退出, 地址空间不会被释放
pthread_exit(NULL);
return 0;
}4.线程回收
#include <pthread.h>
// 这是一个阻塞函数, 子线程在运行这个函数就阻塞
// 子线程退出, 函数解除阻塞, 回收对应的子线程资源, 类似于回收进程使用的函数 wait()
int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);// pthread_join.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>
// 定义结构
struct Persion
{
int id;
char name[36];
int age;
};
// 子线程的处理代码
void* working(void* arg)
{
printf("我是子线程, 线程ID: %ld\n", pthread_self());
for(int i=0; i<9; ++i)
{
printf("child == i: = %d\n", i);
if(i == 6)
{
struct Persion p;
p.age =12;
strcpy(p.name, "tom");
p.id = 100;
// 该函数的参数将这个地址传递给了主线程的pthread_join()
pthread_exit(&p);
}
}
return NULL; // 代码执行不到这个位置就退出了
}
int main()
{
// 1. 创建一个子线程
pthread_t tid;
pthread_create(&tid, NULL, working, NULL);
printf("子线程创建成功, 线程ID: %ld\n", tid);
// 2. 子线程不会执行下边的代码, 主线程执行
printf("我是主线程, 线程ID: %ld\n", pthread_self());
for(int i=0; i<3; ++i)
{
printf("i = %d\n", i);
}
// 阻塞等待子线程退出
void* ptr = NULL;
// ptr是一个传出参数, 在函数内部让这个指针指向一块有效内存
// 这个内存地址就是pthread_exit() 参数指向的内存
pthread_join(tid, &ptr);
// 打印信息
struct Persion* pp = (struct Persion*)ptr;
printf("子线程返回数据: name: %s, age: %d, id: %d\n", pp->name, pp->age, pp->id);
printf("子线程资源被成功回收...\n");
return 0;
}5.线程分离
#include <pthread.h>
// 参数就子线程的线程ID, 主线程就可以和这个子线程分离了
int pthread_detach(pthread_t thread);#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>
// 子线程的处理代码
void* working(void* arg)
{
printf("我是子线程, 线程ID: %ld\n", pthread_self());
for(int i=0; i<9; ++i)
{
printf("child == i: = %d\n", i);
}
return NULL;
}
int main()
{
// 1. 创建一个子线程
pthread_t tid;
pthread_create(&tid, NULL, working, NULL);
printf("子线程创建成功, 线程ID: %ld\n", tid);
// 2. 子线程不会执行下边的代码, 主线程执行
printf("我是主线程, 线程ID: %ld\n", pthread_self());
for(int i=0; i<3; ++i)
{
printf("i = %d\n", i);
}
// 设置子线程和主线程分离
pthread_detach(tid);
// 让主线程自己退出即可
pthread_exit(NULL);
return 0;
}![[图解]企业应用架构模式2024新译本讲解12-领域模型5](https://img-blog.csdnimg.cn/direct/9151cd540493414caaf4ef7fde002c46.png)
