多线程之线程普通操作函数详解

一时失言乱红尘 2022-12-02 12:24 211阅读 0赞

### 线程：系统调度的最小单位 ###

> ##### （1）每个进程都最少含有一个线程，这个唯一的线程称为主线程 #####
> 
> ##### （2）进程实际上是不进行任何操作的，进程只是作为系统分配资源的最小单位，拿到资源后线程再共享进程的所有资源再去干自己的活 #####
> 
> ##### （3）当主线程（main函数）执行结束或者使用了return或者exit等进程退出进程时，其他线程也将被迫退出了 #####
> 
> ##### （4）只有进程中还有一个线程在运行中，整个进程就不会退出（前提主线程不能使用return与exit；其他线程不能使用exit进程退出的函数），进程执行完可以使用线程退出函数，下面会讲到 #####
> 
> ##### （5）线程当然也不是所有东西都是共享进程的，它也有属于自己的东西；例如：运行时的栈内存，错误码及一些控制信息和信号集 #####
> 
> ##### （6）使用线程编译时必须链接线程库（编译时加上 -pthread，否则会报错）！！！ #####

##### 一、线程创建: #####

//线程创建函数
    //头文件
     #include <pthread.h>
    
    //函数原型
    int pthread_create(pthread_t *thread,
    				   const pthread_attr_t *attr,
    				   void *(*start_routine) (void *),
    				   void *arg);
    
    //函数介绍
    /**************************************************** 函数作用：用于创建一个线程 函数形参: thread:用于保存创建后的线程id号，如果不需要保存id号可以写为NULL attr：设置线程创建后的属性的地址，一般默认为NULL void *(*start_routine) (void *)：线程创建后执行的函数，函数返回值为void * 这个函数有一个形参，这个形参类型为void * arg：需要给线程执行函数传递的参数，如果不传递则为NULL 传参时系统会自动把参数类型强转为void *，如果在线程 函数中需要使用必须把类型转换成相对应的类型 函数返回值: 成功: 0 失败: 错误码（可通过strerror()函数把错误码转换成字符串） ***************************************************/

##### 函数的执行顺序： #####

![线程执行顺序][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3Rha2FzaGk3Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

> ###### 当main函数创建线程后，这个时候线程是与main函数并发执行下去的（宏观是并发，微观并不是，因为电脑只有一个cpu，一次并不能同时做很多事情，只是因为它的运行速度很快让我们感觉它们是并发执行的） ######

##### 测试代码： #####

#include <stdio.h>
    #include <string.h>
    #include <pthread.h>
    #include <unistd.h>
    #include <stdlib.h>
    
    void *func(void *arg);
    int main()
    { 
    	//申请一个变量保存创建的线程id号
    	pthread_t pid=-1;
    	
    	int a;
    
    	//从输入缓冲区读取数据
    	scanf("%d",&a);
    
    	//创建一个线程，让它执行func函数，并传递a这个变量过去作为func的形参
    	pthread_create(&pid,NULL,func,&a);
    
    	//延时1秒防止主线程执行完把整个进程退出
    	sleep(1);
    	
    	return 0;
    }
    
    void *func(void *arg)
    { 
    	//延时一秒防止线程先执行完，但是a还没有传递过来
    	sleep(1)
    	
    	//打印传递过来的形参
    	printf("%d\n",*(int *)arg);
    	
    	//退出本函数
    	return 0;
    }

##### 二、线程退出与回收资源函数及线程: #####

//线程退出函数
    //头文件
    #include <pthread.h>
    
    //函数原型
    void pthread_exit(void *retval);
    
    
    //函数介绍
    /**************************************************** 函数作用：用于退出一个线程 函数形参:retval：线程退出时需要返回到主线程的返回值地址，不需要返回写NULL 函数返回值:没有返回值 ***************************************************/
    
    
    //回收线程资源函数
    //头文件
    #include <pthread.h>
    
    //函数原型
    int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);
    
    
    //函数介绍
    /**************************************************** 函数作用：用于回收退出的线程的资源 函数形参: thread：需要回收的线程的id号 retval：用于保存线程退出时的返回值（因为返回值是一级指针，所有要用二级指针来保存） 函数返回值: 成功：0 失败：错误码 ***************************************************/

##### 测试代码： #####

#include <stdio.h>
    #include <pthread.h>
    #include <string.h>
    #include <unistd.h>
    
    void *func (void *arg);
    
    
    int main()
    { 
    	//1.先定义一个变量存储线程id
    	pthread_t pid;
    
    	char a[20];
    	bzero(a,20);
    
    	fgets(a,20,stdin);
    	
    	pthread_create(&pid,NULL,func,a);
    
    	//回收进程资源,会阻塞等待子线程退出
    	pthread_join(pid,NULL);
    
    	//退出主线程
    	pthread_exit(NULL);
    }
    
    void *func (void *arg)
    { 
    	//把传递过来的参数转换回字符类型打印出来
    	printf("child pthread:%s\n",(char *)arg);
    	printf("strlen:%ld\n",strlen(arg));
    
    	//让线程函数睡眠5秒
    	sleep(5);
    
    	//退出本线程
    	pthread_exit(NULL);
    }

> ###### 当线程退出时并不会自己释放它所占用的资源，线程退出时会编程僵死线程（等待资源被回收），因此我们需要调用 pthread\_join函数去回收资源，且pthread\_join回阻塞等待需要回收线程的退出 ######

##### 三、线程分离函数: #####

//线程分离函数
    //头文件
    #include <pthread.h>
    
    //函数原型
    int pthread_detach(pthread_t thread);
    
    
    //函数介绍
    /**************************************************** 函数作用：用于把一个线程分离出去，并非真正脱离所在进程 函数形参: thread：需要进行线程分离的线程id 函数返回值: 成功：0 失败：错误码 ***************************************************/
    
    
    //线程获取自己id函数
    //头文件
    #include <pthread.h>
    
    //函数原型
    pthread_t pthread_self(void);
    
    
    //函数介绍
    /**************************************************** 函数作用：用于获取所在线程id号 函数形参:不需要传递参数 函数返回值:只会成功，且没有返回值 ***************************************************/

##### 测试代码： #####

#include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <unistd.h>
    #include <string.h>
    #include <pthread.h>
    
    void *func (void *arg);
    
    int main()
    { 
    
    	//1.先定义一个变量存储线程id
    	pthread_t pid;
    
    	//线程创建
    	pthread_create(&pid,&attr,func,NULL);
    
    	//线程分离后不能再回收该线程资源
     	//pthread_join(pid,NULL);
    
    	//退出主线程
    	pthread_exit(NULL);
    }
    
    void *func (void *arg)
    { 
    	pthread_detach(pthread_self());
    		
    	//让线程睡眠3秒
    	sleep(3);
    
    	//线程退出
    	pthread_exit(NULL);
    
    }

> ##### （1）线程分离并不是把该线程从它所在线程分离出去，而是当线程退出后，该线程所占用的资源将会被系统自动回收，不再需要我们去回收； #####
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>   
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> ##### （2）当设置了线程分离后，我们不能再去使用pthread\_join函数去回收线程资源，除非线程还没执行到线程分离函数前先执行了pthread\_join，线程分离将失败 #####

#### 总结： ####

> ##### （1）一个进程里可以有很多个线程，且共享进程的所有资源，但同时它们又有自己所独有的东西 #####
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> ##### （2）当程序中有全局变量或者static修饰的静态变量，这些变量可以被所有线程直接访问 #####
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> ##### （3）线程从被创建起就会与其他程序并发运行（宏观上并发） #####
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> ##### （4）当一个线程退出后要么在主线程回收它所占用的资源，或者使用线程分离函数，让其在退出时系统帮忙回收资源 #####
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> ##### （5）线程函数也是一个函数，因此它使用的是栈内存，在函数执行结束后会被释放掉；因此返回时返回值时不能返回栈内存的变量地址，可以为堆内存的变量地址 #####

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