Linux学习-多任务（线程）
定义
轻量级进程，实现多任务并发，是操作系统任务调度最小单位（进程是资源分配最小单位 ）。
创建
由进程创建，属于进程内执行单元。
- 独立：线程有8M 独立栈区 。
- 共享：与所属进程及进程内其他线程，共享堆区、数据区、文本区（代码、全局变量等共享 ）。
进程是操作系统资源分配最小单位
线程是操作系统任务调度的最小单位
调度
宏观并行（多线程看似同时执行 ）、微观串行（CPU 单核时，线程交替占用 CPU ，实际串行执行 ）。
消亡
1. 线程退出（主动结束任务逻辑 ）。
2. 回收线程资源（栈区等，需避免内存泄漏 ）。
进程与线程的区别
相关编程
创建
pthread_create
#include <pthread.h>
int pthread_create(
pthread_t *thread, // 存储新线程ID的变量地址
const pthread_attr_t *attr, // 线程属性（传NULL用默认属性）
void *(*start_routine)(void *), // 线程执行函数（函数指针）
void *arg // 传给线程函数的参数
);
功能
创建新线程，与进程内其他线程并发执行。
参数
thread ：成功创建后，线程 ID 存入该地址。
attr ：控制线程属性（如栈大小、优先级），一般传 NULL 用默认配置。
start_routine ：线程启动后执行的函数（需符合 void* func(void*) 格式 ）。
arg ：传给线程函数的参数（需强制类型转换时，用 (void*) 处理 ）。
返回值
成功返回 0 ，失败返回非 0 错误码。
线程标识
pthread_self
pthread_t pthread_self(void);
功能
获取当前线程的 ID，用于线程身份识别（如打印、判断 ）。
线程退出
pthread_exit
void pthread_exit(void *retval);
功能
主动终止当前线程， retval 是线程退出返回值（可被 pthread_join 捕获 ）。
注意：主线程调用会直接退出，子线程调用仅终止自身。
线程回收
pthread_join
int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);
功能
阻塞等待指定线程结束，回收其资源，类似进程的 wait 。
参数
- thread ：要回收的线程 ID。
- retval ：存储线程退出返回值（ pthread_exit 的参数 ），传 NULL 则不捕获。
返回值
成功 0 ，失败非 0。
线程回收策略
（一）分离属性线程
- 特点：无需其他线程回收，由操作系统自动回收资源。
- 适用场景：线程结束后无需通知父线程，或无空闲线程协助回收时（如后台守护线程 ）。
（二）非分离属性线程
- 特点：需通过 pthread_join 阻塞回收，父线程调用后等待线程结束，释放资源。
- 适用场景：需同步等待线程结果，或需捕获线程退出状态时。
线程属性（核心：分离属性 ）
（一）分离属性定义
- 线程无需被其他线程回收，结束后由操作系统自动清理资源。
- 函数： int pthread_detach(pthread_t thread);
- 功能：将指定线程设置为分离属性。
- 参数： thread 为目标线程 ID。
- 返回：成功 0 ，失败非 0 。
（二）非分离属性（默认）
- 线程需被其他线程（如创建者）通过 pthread_join 回收，否则可能成为“僵尸线程”。
- 默认行为：线程创建后默认是非分离属性，需主动处理回收。
线程之间通信与互斥
全局变量通信
利用线程共享进程全局变量、堆区数据的特性，直接读写全局变量实现通信。
临界资源
多个线程可同时访问的资源，如：
- 全局变量、共享内存、文件描述符等。
资源竞争
多线程并发访问临界资源时，操作顺序不确定，可能导致数据混乱（如计数错误、数据不完整 ）。
互斥机制
通过互斥锁（Mutex） 实现排他性访问：同一时间仅允许一个线程访问临界资源。
实现步骤
1. 定义锁 pthread_mutex_t mutex; 声明互斥锁变量
2. 初始化 pthread_mutex_init(&mutex, NULL); 初始化锁（ NULL 用默认属性）
3. 加锁 pthread_mutex_lock(&mutex); 阻塞加锁，确保临界区独占访问
4. 访问资源 读写临界资源（如全局变量） 临界区操作
5. 解锁 pthread_mutex_unlock(&mutex); 释放锁，允许其他线程访问
6. 销毁锁 pthread_mutex_destroy(&mutex); 释放锁资源（不再使用时调用）
pthread_mutex_init
int pthread_mutex_init(
pthread_mutex_t *restrict mutex,
const pthread_mutexattr_t *restrict attr
);
功能
初始化互斥锁。
参数
- mutex ：锁对象地址（需提前声明 pthread_mutex_t 变量 ）。
- attr ：锁属性（传 NULL 用默认属性 ）。
返回值
成功 0 ，失败 -1 。