線程控制

操作系統并沒有提供創建線程的系統調用接口，因此大佬們封裝了一個線程的接口庫實現線程控制。意為著用戶創建線程都使用的是庫函數（所以有時候我們說創建的線程是一個用戶態線程，但是在內核中對應有一個輕量級進程實現線程程序的調度）

進程ID == 線程組id–tgid == 主線程pid

線程控制函數

pthread_self 函數

獲取線程 ID。其作用對應進程中 getpid() 函數。
pthread_t pthread_self(void); 返回值：成功：0； 失敗：無！
線程 ID：pthread_t 類型，本質：在 Linux 下為無符號整數(%lu)，其他系統中可能是結構體實現
線程 ID 是進程內部，識別標志。(兩個進程間，線程 ID 允許相同)
注意：不應使用全局變量 pthread_t tid，在子線程中通過 pthread_create 傳出參數來獲取線程 ID，而應使用 pthread_self。

pthread_create 函數

創建一個新線程。 其作用，對應進程中 fork() 函數。
int pthread_create (pthread_t * thread,const pthread_attr_t *attr,void* (*start_routine)(void*),void* arg);
返回值：成功：0； 失敗：錯誤號 -----Linux 環境下，所有線程特點，失敗均直接返回錯誤號。
參數：
pthread_t：當前 Linux 中可理解為：typedef unsigned long int pthread_t;
參數 1：傳出參數，保存系統為我們分配好的線程 ID
參數 2：通常傳 NULL，表示使用線程默認屬性。若想使用具體屬性也可以修改該參數。
參數 3：函數指針，指向線程主函數(線程體)，該函數運行結束，則線程結束。
參數 4：線程主函數執行期間所使用的參數。

在一個線程中調用 pthread_create()創建新的線程后，當前線程從 pthread_create()返回繼續往下執行，而新的線 程所執行的代碼由我們傳給 pthread_create 的函數指針 start_routine 決定。
start_routine 函數接收一個參數，是通過 pthread_create 的 arg 參數傳遞給它的，該參數的類型為 void *，這個指針按什么類型解釋由調用者自己定義。
start_routine 的返回值類型也是 void*，這個指針的含義同樣由調用者自己定義。start_routine 返回時，這個線程就 退出了，其它線程可以調用 pthread_join 得到 start_routine 的返回值，類似于父進程調用 wait(2)得到子進程的退出 狀態，稍后詳細介紹 pthread_join。
pthread_create 成功返回后，新創建的線程的 id 被填寫到 thread 參數所指向的內存單元。我們知道進程 id 的類 型是 pid_t，每個進程的 id 在整個系統中是唯一的，調用 getpid(2)可以獲得當前進程的 id，是一個正整數值。
線程 id 的類型是 thread_t，它只在當前進程中保證是唯一的，在不同的系統中 thread_t 這個類型有不同的實現，它可能 是一個整數值，也可能是一個結構體，也可能是一個地址，所以不能簡單地當成整數用printf打印，調用pthread_self(3) 可以獲得當前線程的 id。
pthread_t到底是什么類型呢？取決于實現。對于Linux目前實現的NPTL實現而言，pthread_t類型的線程ID，本質就 是一個進程地址空間上的一個地址。線程空間的首地址

練習：創建一個新線程，打印線程 ID。注意：鏈接線程庫 -lpthread

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<pthread.h>void *thrd_func(void *arg)
{//子線程的IDprintf(" In thread id = %lu,pid = %u\n",pthread_self(),getpid());return NULL;
}int main(void)
{pthread_t tid;int ret;//主控線程IDprintf(" In main1 id = %lu,pid = %u\n",pthread_self(),getpid());ret = pthread_create(&tid,NULL,thrd_func,NULL);if(ret != 0){ printf("pthread_create error\n");exit(1);}   printf(" In main2 id = %lu,pid = %u\n",pthread_self(),getpid());         sleep(1);//主控線程等待子線程1秒，讓它打印return 0;
}

思考：
由于 pthread_create 的錯誤碼不保存在 errno 中，因此不能直接用 perror(3)打印錯誤信息，可以先用 strerror(3) 把錯誤碼轉換成錯誤信息再打印。如果任意一個線程調用了 exit 或_exit，則整個進程的所有線程都終止，由于從 main 函數 return 也相當于調用 exit，為了防止新創建的線程還沒有得到執行就終止，我們在 main 函數 return 之前 延時 1 秒，這只是一種權宜之計，即使主線程等待 1 秒，內核也不一定會調度新創建的線程執行。

循環創建多個線程，每個線程打印自己是第幾個被創建的線程。(類似于進程循環創建子進程)

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<pthread.h>void *thrd_func(void *arg)
{int i=(int)arg;sleep(i);    //子線程的IDprintf("%d th In thread id = %lu,pid = %u\n", i+1 ,pthread_self(),getpid());return NULL;
}int main(void)
{pthread_t tid;int ret,i;for(i=0;i < 5; i++){   ret = pthread_create(&tid,NULL,thrd_func,(void *)i);if(ret != 0){ fprintf(stderr,"pthread_create error:%s\n",strerror(ret));exit(1);}   }   sleep(i);// 主控線程等待子線程1秒，讓它打印                              return 0;// 將當前進程退出
}

注意：將 pthread_create 函數參 4 修改為(void*)&i, 將線程主函數內改為 i=*((int*)arg) 不可以

線程間共享全局變量

驗證

#include<stdio.h>
#include<pthread.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>int var =100;void *tfn(void * arg)
{//子線程修改varvar = 200;printf("thread\n");return NULL;
}int main(void)
{printf("At first var = %d\n",var);pthread_t tid;pthread_create(&tid,NULL,tfn,NULL);sleep(1);//等子線程退出后，再次打印var                                            printf("after pthread_create, var = %d\n",var);return 0;
}

線程默認共享數據段、代碼段等地址空間，常用的是全局變量。而進程不共享全局變量，只能借助 mmap

pthread_exit 函數

將單個線程退出
void pthread_exit (void*retval); 參數：retval 表示線程退出狀態，通常傳 NULL

思考：使用 exit 將指定線程退出，可以嗎？

結論：線程中，禁止使用 exit 函數，會導致進程內所有線程全部退出。
在不添加 sleep 控制輸出順序的情況下。pthread_create 在循環中，幾乎瞬間創建 5 個線程，但只有第 1 個線程 有機會輸出（或者第 2 個也有，也可能沒有，取決于內核調度）如果第 3 個線程執行了 exit，將整個進程退出了， 所以全部線程退出了。
所以，多線程環境中，應盡量少用，或者不使用 exit 函數，取而代之使用 pthread_exit 函數，將單個線程退出。 任何線程里 exit 導致進程退出，其他線程未工作結束，主控線程退出時不能 return 或 exit。
另注意，pthread_exit 或者 return 返回的指針所指向的內存單元必須是全局的或者是用 malloc 分配的，不能在 線程函數的棧上分配，因為當其它線程得到這個返回指針時線程函數已經退出了。