Linux多线程——线程的概念和控制

news2024/9/22 4:10:53

文章目录

- 线程的概念
- - 进程和线程对比
- 线程的控制
- - 创建线程与分配任务
  - 线程终止
  - 线程等待
  - 线程分离
- pthread线程库

线程的概念

线程是我们经常听到的一个概念，他和进程有什么关系呢

从操作系统课本里我们可能听说过，线程是一个微缩版的进程，他拥有TCB，不会被分配资源，是CPU进行调度的单位

我们其实可以更直观的理解，程序中的一个执行路线我们就可以称之为线程，也可以说是执行流

那么一个进程他的执行路线至少有一个，也就算做是一个线程，这个进程本身也可以创建分支线程，那么原来的这个进程也就叫做主线程

在Linux中，线程其实没有自己的TCB，而是和进程公用PCB，内存空间也是共享的

因此在Linux中线程其实是要比进程更加轻量化的

每个线程都拥有自己的PCB，但都是自己从主线程中写时拷贝来的

在CPU的视角来看，他的所调度的所有单位都是PCB，是同一个进程，CPU也无法分辨他运行的是线程还是进程

进程和线程对比

线程其实是被CPU调度运行的的基本单位，因为一个CPU只能运行一个执行流

而进程是操作系统分配资源的基本单位，也就是说这个进程和他所属的线程内存空间全部共享，一个全局变量，不同线程之间也能共享

线程也拥有自己的特征数据，否则就无法对线程进行管理了

线程ID，栈区资源，信号屏蔽字，调度优先级

共享的资源和环境有

文件描述符表，信号处理方式，工作目录，用户ID，组ID

我们可以通过ps -aL查看线程ID

请添加图片描述

LWP就是对应进程ID的线程ID

线程的控制

创建线程与分配任务

第三方POSIX线程库在编译时需要引头文件pthread.h，编译选项需要链接库-lpthread

请添加图片描述

一共有四个参数，第一个是线程ID，第二个是选项，目前只设置为空指针即可，第三个选项是需要让新线程走的执行流，第四个是传递给其中的参数

需要注意的是，这个执行流的函数指针是固定的

使用示例

定义参数类

using Tfunc = std::function<void()>;

class TData
{
public:
    TData(const std::string str, const uint64_t time, Tfunc f)
        :TName(str), CreatTime(time), func(f)
    {}
public:
    std::string TName; // 线程名称
    uint64_t CreatTime; // 时间戳
    Tfunc func; // 执行的回调函数
};

void Print()
{
    std::cout<<"线程执行的任务函数"<<std::endl;
}

定义执行流

void* TRountine(void* args)
{
    TData* td = static_cast<TData*>(args); // 安全强制转换
    while(true)
    {
        std::cout<<"name:"<<td->TName<<std::endl;
        std::cout<<"create time:"<<td->CreatTime<<std::endl;
        td->func();
        sleep(1);
    }
    return nullptr;
}

创建参数包，创建子进程

int main()
{
    pthread_t tid;
    TData* TD = new TData("thread 1", (uint64_t)time(nullptr), Print);
    pthread_create(&tid, nullptr, TRountine, TD);

    while(true)
    {
        std::cout<<"这里是主线程"<<std::endl;
        sleep(3);
    }
    return 0;
}