1. 多线程常用函数

1.1 创建一条新线程pthread_create

在这里插入图片描述
对此函数使用注意以下几点：

线程例程指的是：如果线程创建成功，则该线程会立即执行的函数。
POSIX线程库的所有API对返回值的处理原则一致：成功返回0，失败返回错误码errno.
线程属性如果为NULL，则会创建一个标准属性的线程，线程的属性非常多，有关线程的属性待研究

PTHREAD_CREATE_DETACHED 分离线程没有被其他的线程所等待，自己运行结束了，线程也就终止了，马上释放系统资源。
PTHREAD _CREATE_JOINABLE 线程的默认属性是非分离状态，这种情况下，原有的线程等待创建的线程结束。只有当pthread_join()函数返回时，创建的线程才算。

1.2 线程的退出

线程跟进程类似，在缺省的状态下退出之后，会变成僵尸线程，并且保留退出值。其他线程可以通过相关 API 接合该线程——使其资源被系统回收，如果愿意的话还可以顺便获取其退出值。下面是相关 API：
在这里插入图片描述

线程执行完后如果不join的话，线程的资源会一直得不到释放而导致内存泄漏。
用上述函数需要注意以下几点：

如果线程退出时没有退出值，那么 retval 可以指定为 NULL。
pthread_join( )指定的线程如果尚在运行，那么他将会阻塞等待。
pthread_tryjoin_np( )指定的线程如果尚在运行，那么他将会立即出错返回。

在某个时刻不能等某个线程“自然死亡”，而需要勒令其马上结束，此时可
以给线程发送一个取消请求，让其中断执行而退出。用到如下 API：
在这里插入图片描述

1.3 pthread_join/pthread_exit的用法解析

pthread_join 用于等待一个线程的结束，也就是主线程中要是加了这段代码，就会在加代码的位置卡主，直到这个线程执行完毕才往下走。
pthread_exit 用于强制退出一个线程（非执行完毕退出），一般用于线程内部。

一般都是 pthread_exit 在线程内退出，然后返回一个值。这个时候就跳到主线程的 pthread_join了（因为一直在等你结束），这个返回值会直接送到pthread_join，实现了主与分线程的通信。

2. 线程资源回收pthread_detach()函数的使用

每一个线程在任何情况，要么是可结合的状态（joinable），要么是可分离的状态（detached）。
两个函数的原型:

int pthread_join(pthread_t tid, void ** pthread_return);
int pthread_detach(pthread_t tid);

当线程运行结束后，最后显示的调用被回收。这样就出现两种回收方式。

pthread_join 是一个阻塞函数，调用方会阻塞到 pthread_join 所指定的tid的线程结束后才被回收，但是在此之前，调用方是霸占系统资源的。
pthread_detach，不会阻塞，调用它后，线程运行结束后会自动释放资源。
可分离的状态属性可以在pthread_create 时指定(线程属性)，或在线程创建后在线程中pthread_detach自己, 如：pthread_detach(pthread_self())，将状态改为可分离的状态状态，确保资源的释放。或者将线程置为 joinable,然后适时调用pthread_join.

其实简单的说就是在线程函数头加上 pthread_detach(pthread_self())的话，线程状态改变，在函数尾部直接 pthread_exit线程就会自动退出。省去了给线程擦屁股的麻烦

PS：一个可结合线程在运行结束后，若没有调用 pthread_join，会进入一个类似zombie process 的状态，也就是系统中还有一些资源没有回收。需要pthread_join 来回收这些资源。（这就类似进程操作中的waitpid函数）线程在创建时默认的状态是 joinable, 如果一个线程结束运行但没有被join,则它的状态类似于进程中的Zombie Process（僵尸进程）,即还有一部分资源没有被回收（退出状态码），所以创建线程者应该 pthread_join来等待线程运行结束，并可得到线程的退出代码，回收其资源（类似于wait,waitpid)，这样不会导致系统越用越慢的现象。
但是 pthread_join(pthread_id) 函数是阻塞函数，在调用pthread_join(pthread_id)后，如果该线程没有运行结束，调用者会被阻塞，在有些情况下我们并不希望如此，比如在Web服务器中当主线程为每个新来的链接创建一个子线程进行处理的时候，主线程并不希望因为调用 pthread_join 而阻塞（因为还要继续处理之后到来的链接），这时可以在子线程中加入代码

pthread_detach( pthread_self());
或者父线程调用
pthread_detach(thread_id);（非阻塞，可立即返回）

这将该子线程的状态设置为detached,则该线程运行结束后会自动释放所有资源。
在嵌入式系统中，如果某些线程要伴随系统一直运行下去，该种情况下是否采用该该函数进行回收，没有什么价值。

3. 代码实例

/*
 * pthread_join()阻塞回收资源
 */
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

void *thread1_func(void *arg)
{
    int n;    
    
    for (n = 0; n < 30; n++) {
        sleep(1);
        printf("AAAAAAAAAA\n");
    }
    pthread_exit(NULL);
    //return NULL;
}

void *thread2_func(void *arg)
{
    int n;
    for (n = 0; n < 30; n++) {
        sleep(1);
        printf("BBBBBBBBBB\n");
    }

    return NULL;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    pthread_t tid1, tid2;
    
    if (pthread_create(&tid1, NULL, thread1_func, NULL) != 0) {
        perror("main: pthread_create thread_1 failed");
        return 1;
    } else {
        printf("main: pthread_create thread_1 succeed!\n");
    }

    if (pthread_create(&tid2, NULL, thread2_func, NULL) != 0) {
        perror("main: pthread_create thread_2 failed");
        return 1;
    } else {
        printf("main: pthread_create thread_2 succeed!\n");
    }
    
    if (pthread_join(tid1, NULL) != 0) {
        perror("main: pthread_join thread_1 failed");
    }
    if (pthread_join(tid2, NULL) != 0) {
        perror("main: pthread_join thread_2 failed");
    }
    
    printf("main is exiting.\n");
    
    return 0;
}

以下为一个多线程服务模型

/*
 * pthread_detach() 自动释放资源资源
 */
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

/**
 * @brief 接收客户端发来的消息
 *        若客户端发来正常的消息便广播给其他应用，如客户端退出则删除对应客户端节点
 * @param ags 
 * @return void* 
 */
void *routine(void *ags) 
{
    //获取自己的TID, 进而分离自己；将来退出时立即释放资源
    pthread_detach(pthread_self());

    int connfd = (int)(*((int*)ags));

    char buf[SIZE];
    while (1)
    {
        bzero(buf, SIZE);
        //1. 关闭客户端或退出
        if (Read(connfd, buf, SIZE) == 0 || //read读取的是一个管道，如果对端关闭连接返回0
              !strcmp(buf, "quit\n")) 
        {
            del_client(connfd);
            break;
        }
        //2. 转发客户端的信息给到系统的其他客户端节点
        broad_cast(buf, connfd);
    }
    pthread_exit(NULL);
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
    if (argc != 2) //外部动态输入端口号
    {
        printf("Usage: %s <PORT>\n", argv[0]);
        exit(0);
    }
    
    //TCP 创建套接字
    int sockfd = Socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); //AF_INET:IPV4X协议 SOCK_STREAM：流式套接字
    
    struct sockaddr_in seraddr, cliaddr;
    socklen_t len = sizeof(seraddr);
    bzero(&seraddr, len);

    seraddr.sin_family = AF_INET;
    seraddr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));

    /*自动获取网卡地址*/
    seraddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);

    //绑定地址
    Bind(sockfd, (struct sockaddr *)&seraddr, len);
     
    //设置监听套接字
    Listen(sockfd, 3); //在linux中同时发起连接请求个数为3+4=7个

    while (1)
    {
        //持续等待对方连接，设置连接套接字，连接未建立完成处于阻塞中
        len = sizeof(cliaddr);
        int connfd = Accept(sockfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &len); //此处如需要保存客户端点地址信息，用 cliaddr接收，若不需要则为NULL
        
        char peeraddr[50];
        bzero(peeraddr, 50);
        printf("new connection: %s:%hu\n", 
                inet_ntop(AF_INET, &cliaddr.sin_addr, peeraddr, 50), 
                ntohs(cliaddr.sin_port)); // 打印客户端的IP地址和端口
        pthread_t tid;
        pthread_create(&tid, NULL, routine, (void *)&connfd); 
    }

    Close(sockfd);
 
    return 0;
}