LinuxC系统多线程程序设计

一.多线程程序设计
1. 线程概述：
1.1  什么是线程?
线程是进程中的一个实体(组成单元),是系统进程调度的最小单元。
一个进程至少具有一个线程，如果进程仅有一个线程，该线程就代表
进程本身。把代表进程本身的线程称为主线程，一个进程中的多个线程，
共享进程地址空间，且可以并发执行。

    1.2 多线程程序设计?
在一个进程中通过启动多个线程完成不同功能任务的程序设计方法，称为多线程程序设计。

     *****注意：主线程代表了进程本身，主线程一旦退出则进程结束，系统回收进程资源，
所以在多线程程序设计中，一定不要让主线程先于其他线程退出。

    1.3  多线程程序设计的优缺点：

         1.资源消耗少.  创建线程不需要额外的系统资源，仅需要一点点线程赖以运行的栈资源。
2.效率高，     系统对线程的调度所花费的时间要远远的小于进程。
3.线程不需要众多的通讯方式。线程共享进程地址空间

     不足：
线程数据是共享的，共享资源会带来资源访问的同步或互斥问题，
幸运的是： 系统提供了众多成熟的解决方法来处理同步或互斥问题，
所以多线程程序设计的优势得到了最大程度的体现。

1.4 线程的基础操作

          1) 线程创建
pthread_create
函数头文件    #include <pthread.h> 
函数原型:     int pthread_create(pthread_t *id,const pthread_attr_t *attr,
void*(*routine)(void*),void* argp);
函数功能：    创建线程，编译时需要通过 -lpthread 链接线程库
函数参数：    id: [OUT] 获取创建后的线程的ID
attr：    线程属性，NULL表示创建缺省属性的线程
routine： 线程函数的入口地址
argp：    传递给线程函数的参数
函数返回值：  成功返回0
返回错误码

2) 线程ID获取
pthread_self
函数头文件    #include <pthread.h> 
函数原型:     pthread_t pthread_self(void);
函数功能：    获取调用线程ID，编译时需要通过 -lpthread 链接线程库
函数参数：    无
函数返回值：  调用线程ID
该函数不会失败
3) 线程退出
pthread_exit
函数头文件    #include <pthread.h> 
函数原型:     void pthread_exit(void* retval);
函数功能：    线程退出，编译时需要通过 -lpthread 链接线程库
函数参数：    retval： 线程退出后，返回的数据地址
函数返回值：  无
4) 线程等待
pthread_join
函数头文件    #include <pthread.h> 
函数原型:     int pthread_join(pthread_t id,void** retval);
函数功能：    阻塞调用线程，直到等待的线程退出，编译时需要通过 -lpthread 链接线程库
函数参数：    id： 等待的目标线程的ID
retval：用于接收线程退出时返回的地址
函数返回值：  成功返回0
返回错误码

           注意:  1. 线程等待不限于主线程与子线程之间，子线程也可以等待另一个子线程退出;
2. 同一个不能被等待多次
3. 不是所有线程都可以被等待(分离属性的线程是不可被等待的)
4. 线程等待的目的:
1) 需要获取指定线程的返回数据;
2) 回收等待的目标线程的资源；
3) 阻塞调用线程，
5) 线程取消
pthread_cancel
函数头文件    #include <pthread.h> 
函数原型:     int pthread_cancel(pthread_t id);
函数功能：    向目标线程发送退出请求，编译时需要通过 -lpthread 链接线程库
函数参数：    id： 取消的目标线程的ID
函数返回值：  成功返回0
返回错误码

           pthread_setcanceltype
函数头文件    #include <pthread.h> 
函数原型:     int pthread_setcancelstate(int state,int* oldstate);
函数功能：    设置线程退出状态，编译时需要通过 -lpthread 链接线程库
函数参数：    state： 新设置的状态值，取值如下：
PTHREAD_CANCEL_ENABLE:    接受退出请求
PTHREAD_CANCEL_DISABLE:   拒绝退出请求
oldstate：[OUT] 获取原状态值
函数返回值：  成功返回0
返回错误码
6) 线程清理
pthread_cleanup_push / pthread_cleanup_pop
函数头文件    #include <pthread.h> 
函数原型:     void pthread_cleanup_push(void(*rtn)(void*),void* argp);
void pthread_cleanup_pop(int execute);
函数功能：    pthread_cleanup_push: 为线程设置清理函数，
pthread_cleanup_pop： 取消清理函数    
编译时需要通过 -lpthread 链接线程库
函数参数：    rtn： 清理函数的入口地址
argp： 传递给清理函数的参数
execute：非0时，在取消清理函数之前先调用后取消
0直接取消
函数返回值：  无

           注意： 1. 这两个函数要成对使用，且调用次数严格对等。
2. 在具体使用过程中,用这两个函数尽可能多的"包裹"线程函数代码，
pthread_cleanup_pop放置在线程函数的最末尾(return语句之前)，
并传递0参数。

   1.5 线程属性及设置

      1. 线程属性
typedef struct
{
int                            detachstate;     //线程的分离状态
int                            schedpolicy;     //线程调度策略
struct sched_param             schedparam;     //线程的调度参数
int                            inheritsched;    //线程的继承性
int                            scope;             //线程的作用域
size_t                         guardsize;        //线程栈尾警戒缓冲区大小
int                            stackaddr_set;
void *                         stackaddr;       // 线程栈的位置
size_t                         stacksize;       // 线程栈的大小
}pthread_attr_t;

      2. 属性设置
2.1  初始化属性对象(结构体变量)
pthread_attr_init

            2.2   利用属性设置相关函数设置属性对象
pthread_attr_setdetachstate
pthread_attr_setstacksize

        2.3  利用设置好以后的属性对象创建线程。

        2.4   回收属性对象
pthread_attr_destroy