目录

1. Linux线程概念

1-1 什么是线程

1-2 分⻚式存储管理

1-2-1 虚拟地址和⻚表的由来

1-2-2 物理内存管理

1-2-3 ⻚表

1-2-4 ⻚⽬录结构

1-2-5 两级⻚表的地址转换

1-2-6 缺⻚异常

1-3 线程的优点

1-4 线程的缺点

1-5 线程异常

1-6 线程⽤途

2. Linux进程VS线程

2-1 进程和线程

2-2 进程的多个线程共享

2-3 关于进程线程的问题

3. Linux线程控制

3-1 POSIX线程库

 3-2 创建线程

3-3 线程终⽌

3-4 线程等待

3-5 分离线程

4. 线程ID及进程地址空间布局

1. Linux线程概念

1-1 什么是线程

成了线程执⾏流

1-2 分⻚式存储管理

1-2-1 虚拟地址和⻚表的由来

1-2-2 物理内存管理

1-2-3 ⻚表

⻚表中的每⼀个表项，指向⼀个物理⻚的开始地址。在 32 位系统中，虚拟内存的最⼤空间是 4GB ， 这是每⼀个⽤⼾程序都拥有的虚拟内存空间。既然需要让 4GB 的虚拟内存全部可⽤，那么⻚表中就需要能够表⽰这所有的 4GB 空间，那么就⼀共需要 4GB/4KB = 1048576 个表项。

虚拟内存看上去被虚线“分割”成⼀个个单元，其实并不是真的分割，虚拟内存仍然是连续的。这个

虚线的单元仅仅表⽰它与⻚表中每⼀个表项的映射关系，并最终映射到相同⼤⼩的⼀个物理内存⻚

上。

⻚表中的物理地址，与物理内存之间，是随机的映射关系，哪⾥可⽤就指向哪⾥(物理⻚)。虽然最终使⽤的物理内存是离散的，但是与虚拟内存对应的线性地址是连续的。处理器在访问数据、获取指令时，使⽤的都是线性地址，只要它是连续的就可以了，最终都能够通过⻚表找到实际的物理地址。 在 32 位系统中，地址的⻓度是 4 个字节，那么⻚表中的每⼀个表项就是占⽤ 4 个字节。所以⻚表占据的总空间⼤⼩就是： 1048576*4 = 4MB 的⼤⼩。也就是说映射表⾃⼰本⾝，就要占⽤ 4MB / 4KB = 1024 个物理⻚。这会存在哪些问题呢？

•

回想⼀下，当初为什么使⽤⻚表，就是要将进程划分为⼀个个⻚可以不⽤连续的存放在物理内存

中，但是此时⻚表就需要1024个连续的⻚框，似乎和当时的⽬标有点背道⽽驰了......

•

此外，根据局部性原理可知，很多时候进程在⼀段时间内只需要访问某⼏个⻚就可以正常运⾏

了。因此也没有必要⼀次让所有的物理⻚都常驻内存。

解决需要⼤容量⻚表的最好⽅法是：把⻚表看成普通的⽂件，对它进⾏离散分配，即对⻚表再分⻚， 由此形成多级⻚表的思想。

为了解决这个问题，可以把这个单⼀⻚表拆分成 1024 个体积更⼩的映射表。如下图所⽰。这样⼀

来，1024(每个表中的表项个数) * 1024(表的个数)，仍然可以覆盖 4GB 的物理内存空间

1-2-4 ⻚⽬录结构

1-2-5 两级⻚表的地址转换

4. 结合⻚内偏移量得到物理地址。

当 CPU 给 MMU 传新虚拟地址之后， MMU 先去问 TLB 那边有没有，如果有就直接拿到物理地址发到总线给内存，⻬活。但 TLB 容量⽐较⼩，难免发⽣ Cache Miss ，这时候 MMU 还有保底的⽼武器⻚表，在⻚表中找到之后 MMU 除了把地址发到总线传给内存，还把这条映射关系给到TLB，让它记录⼀下刷新缓存。

1-2-6 缺⻚异常

1-3 线程的优点

1-4 线程的缺点

1-5 线程异常

1-6 线程⽤途

2. Linux进程VS线程

2-1 进程和线程

2-2 进程的多个线程共享

进程和线程的关系如下图:

2-3 关于进程线程的问题

3. Linux线程控制

3-1 POSIX线程库

 3-2 创建线程

功能：创建⼀个新的线程
原型：
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *
(*start_routine)(void*), void *arg);
参数:
thread:返回线程ID
attr:设置线程的属性，attr为NULL表⽰使⽤默认属性
start_routine:是个函数地址，线程启动后要执⾏的函数
arg:传给线程启动函数的参数
返回值：成功返回0；失败返回错误码

#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>
void *rout(void *arg) {
int i;
for( ; ; ) {
printf("I'am thread 1\n");
sleep(1);
}
}
int main( void )
{
pthread_t tid;
int ret;
if ( (ret=pthread_create(&tid, NULL, rout, NULL)) != 0 ) {
fprintf(stderr, "pthread_create : %s\n", strerror(ret));
exit(EXIT_FAILURE);
}
int i;
for(; ; ) {
printf("I'am main thread\n");
sleep(1);
}
}
#include <pthread.h>
// 获取线程ID
pthread_t pthread_self(void);

$ ps -aL | head -1 && ps -aL | grep mythread
PID LWP TTY TIME CMD
2711838 2711838 pts/235 00:00:00 mythread
2711838 2711839 pts/235 00:00:00 mythread
-L 选项：打印线程信息

功能：线程终⽌
原型:
void pthread_exit(void *value_ptr);
参数:
value_ptr:value_ptr不要指向⼀个局部变量。
返回值：
⽆返回值，跟进程⼀样，线程结束的时候⽆法返回到它的调⽤者（⾃⾝）

功能：取消⼀个执⾏中的线程
原型:
int pthread_cancel(pthread_t thread);
参数:
thread:线程ID
返回值：成功返回0；失败返回错误码

功能：等待线程结束
原型
int pthread_join(pthread_t thread, void **value_ptr);
参数:
thread:线程ID
value_ptr:它指向⼀个指针，后者指向线程的返回值
返回值：成功返回0；失败返回错误码

int pthread_detach(pthread_t thread);
可以是线程组内其他线程对⽬标线程进⾏分离，也可以是线程⾃⼰分离:
pthread_detach(pthread_self());

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
void *thread_run( void * arg )
{
pthread_detach(pthread_self());
printf("%s\n", (char*)arg);
return NULL;
}
int main( void )
{
pthread_t tid;
if ( pthread_create(&tid, NULL, thread_run, "thread1 run...") != 0 ) {
printf("create thread error\n");
return 1;
}
int ret = 0;
sleep(1);//很重要，要让线程先分离，再等待
if ( pthread_join(tid, NULL ) == 0 ) {
printf("pthread wait success\n");
ret = 0;
} else {
printf("pthread wait failed\n");
ret = 1;
}
return ret;
}

pthread_t pthread_self(void);