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一、线程基本概念

线程是进程内的一个执行单元，多个线程共享进程的资源（如内存、文件描述符等），但每个线程拥有自己的寄存器、栈等。与进程相比，线程的创建、切换开销较小，能更高效地利用 CPU 资源。

二、线程创建与终止

• 创建 ：在 Linux 下，使用 pthread 库的 pthread_create 函数创建线程。函数原型为 int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine)(void *), void *arg); 参数 thread 存储创建成功后的线程 ID，attr 为线程属性（NULL 表示默认属性），start_routine 是线程执行的函数，arg 为传递给执行函数的参数。

• 终止 ：线程可通过多种方式终止。一种是线程函数执行完毕正常退出；二是调用 pthread_exit 函数，参数用于返回线程的退出状态；三是其他线程调用 pthread_cancel 函数来终止指定线程。

三、线程同步与互斥

• 互斥锁（Mutex） ：防止多个线程同时访问共享资源。使用 pthread_mutex_init 初始化互斥锁，pthread_mutex_lock 锁定互斥锁，pthread_mutex_unlock 解锁。需要注意避免死锁问题，如不同线程按不同顺序加锁。

• 条件变量 ：让线程等待某个条件满足再继续执行。与互斥锁配合使用，pthread_cond_wait 会阻塞线程，直到另一个线程发出 pthread_cond_signal 或 pthread_cond_broadcast 信号。

• 读写锁（RWLock） ：允许多个线程同时读共享数据，但写操作时只能有一个线程访问。适用于读操作多于写操作的场景，通过 pthread_rwlock_t 类型及相关操作函数实现。

四、线程属性设置

线程创建时可以设置属性，如分离状态（通过 pthread_attr_setdetachstate）。分离线程在终止时自动释放资源，而非分离线程需其他线程通过 pthread_join 来回收资源。

五 、线程局部存储（TLS）

为每个线程提供独立的变量副本，避免共享变量的同步问题。使用 pthread_key_create 创建键，pthread_setspecific 设置线程局部变量，pthread_getspecific 获取变量。

六、线程池

线程池预先创建一定数量的线程，避免频繁创建和销毁线程的开销。任务放入任务队列，线程从队列中获取任务执行。Linux 下可借助第三方库或自己实现简单的线程池。

七、性能优化与注意事项

• 合理控制线程数量，避免过度线程化导致上下文切换频繁。

• 在同步机制中，尽量减少锁的粒度，使用更高效的同步策略，如无锁编程（适用于简单场景，部分应用场景下性能更优）。

八、实际应用案例

• 在服务器开发中，使用多线程处理多个客户端连接，每个线程负责与一个客户端通信。

• 多媒体处理中，不同线程负责数据读取、处理、输出等不同阶段，提高处理效率。