Linux（线程库和线程封装）

1 理解线程库

1.1 线程库被加载到内存

（1）上面的这份代码我们上一节已经编写过了，结果也在图中展示出来了，我们可以发现所谓的tid其实就是一个地址

（2）前面我们学过线程的各种函数是依赖于库的，库也要被加载到内存中，它也会通过页表被映射到进程地址空间中的共享区，因为线程共享进程地址空间中的各种区，所以共享区也被共享，所以所有线程都能够看到线程库，所以新线程和主线程都能使用各种线程函数

1.2 线程ID

（1）Linux中根本就没有线程这个概念，只有LWP，但是我们用户要用线程，所以OS是封装了线程接口，但是如果我们想要线程属性呢（id，优先级，状态，栈大小、、、、）？从OS的角度出发，是不是应该将线程的属性集维护起来，在创建线程的同时就将其属性填充好，用户只需要获得线程的属性，而不是获得LWP的属性

（2）另一个进程里的线程属性需不需要被维护？所以库为了管理所有的线程属性集，需要先描述再组织（tcb），所以OS维护的是PCB，库维护的是tcb

（3）一个线程库内部维护了所有线程的属性集合，所以线程ID就是线程属性在线程库中的地址

（3）下面这张图就是共享区内的线程库示意图，其中我们可以将线程库理解为数组存储tcb，我们只需要找到每一个线程tcb的开始地址就可以获取到整个tcb的内容

（4）这个struct pthrea里面一定封装了lwb
（5）线程之间上下文独立，但栈只有一个，所以我们每一个线程的栈都是被独立创建出来的，结论就是进程地址空间上的栈是主线程的栈，而新线程的栈都是被动态申请的
（6）所谓的线程局部存储就是通过关键字 --thread ，让变量在每一个线程中存在一份（只能修饰内置类型）

上图中第一行的value只存在一份，也就是每一个线程拿到的变量地址都是一样的，其中一个线程中的该值发生改变，所有线程中的都发生变化，而下面一行中的value每个线程拿到的地址都不一样，并且值不会随一个线程改变而改变（errno就是基于这种方式实现的）

1.3 线程栈

总之线程栈默认大小为8M，其不能动态增长

2 线程封装（用C++封装线程）

（1）封装的目的：1、为了让我们更熟练使用线程函数的接口 2、实现多线程更方便
（2）demo样例：

makefile:

Thread.hpp：（不能传参数 ）

#include <iostream>
#include <string>
#include <functional>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>namespace THreadModule
{using func_t = std::function<void()>;static int number = 1;enum class TSTATUS // 枚举线程的状态，因为线程结束，线程类不一定结束{NEW,RUNNING,STOP};class Thread{private:static void *Routine(void *args) // 成员方法！第一个参数是this指针{//_func();// 之所以创建时最后一个传this，是因为Routine无法使用_func函数，// 因为它需要this才行，但是Routinue被我们转化为了static函数，没有this指针了Thread *t = static_cast<Thread *>(args);t->_func();t->_status = TSTATUS::RUNNING;return nullptr;}void EnableDetach() // 是否可分离{_joinable = false;}public:Thread(func_t func) : _func(func), _status(TSTATUS::NEW), _joinable(true){_name = "Thread-" + std::to_string(number++); // 给线程起名字_pid = getpid();}bool Start() // 线程启动{if (_status == TSTATUS::NEW){int n = ::pthread_create(&_tid, nullptr, Routine, this); // 为什么用this？if (n != 0)return false;}return true;}bool Stop() // 线程终止{if (_status == TSTATUS::RUNNING){int n = pthread_cancel(_tid);if (n != 0)return false;_status = TSTATUS::STOP;}return true;}bool Join() // 等待线程结束{if (_joinable){int n = ::pthread_join(_tid, nullptr);if (n != 0)return false;_status = TSTATUS::STOP;}return true;}void Detach() // 线程分离{EnableDetach();pthread_detach(_tid);}bool IsJoinable() // 是否可等待{return _joinable;}std::string Name(){return _name;}~Thread(){}private:std::string _name; // 线程名字pthread_t _tid;    // 线程idpid_t _pid;        // 线程属于哪个进程bool _joinable;    // 是否是分离的，默认不是func_t _func;      // 线程执行什么函数TSTATUS _status;   // 线程状态};
}

测试的main.cc

多线程的main.cc：

传参数的thread.hpp：（看懂即可，我们正常用不到参数），我只给出了不同的部分，其他部分完全一致

namespace THreadModule
{static int number = 1;enum class TSTATUS // 枚举线程的状态，因为线程结束，线程类不一定结束{NEW,RUNNING,STOP};template <typename T>class Thread{using func_t = std::function<void(T)>;private:static void *Routine(void *args) // 成员方法！第一个参数是this指针{//_func();// 之所以创建时最后一个传this，是因为Routine无法使用_func函数，// 因为它需要this才行，但是Routinue被我们转化为了static函数，没有this指针了Thread<T> *t = static_cast<Thread<T> *>(args);t->_func(t->_data);t->_status = TSTATUS::RUNNING;return nullptr;}public:Thread(func_t func, T data) : _func(func), _data(data), _status(TSTATUS::NEW), _joinable(true){_name = "Thread-" + std::to_string(number++); // 给线程起名字_pid = getpid();}private:std::string _name; // 线程名字pthread_t _tid;    // 线程idpid_t _pid;        // 线程属于哪个进程bool _joinable;    // 是否是分离的，默认不是func_t _func;      // 线程执行什么函数TSTATUS _status;   // 线程状态T _data;};
}

参数的传递：