1.線程概念

在一個程序里的一個執行路線就叫做線程（thread）。更準確的定義是：線程是“一個進程內部的控制序列。在linux中，由于線程和進程都具有id,都需要調度等等相似性，因此都可以用PCB來描述和控制,線程含有PCB，沒有獨立的地址空間，和進程內的其他線程共享地址空間。如下圖：

從資源的角度上看，進程是資源分配的基本單位，線程是cpu調度的基本單位。每一個控制線程pcb，我們都可以看成是執行流，執行流可以是線程，也可以是只有一個線程的進程，在Linux中，所有執行流我們都可以看成輕量級進程（LWP）。

2.線程控制函數

首先，我們要了解Linux沒有真正意義上的線程，所有執行流都是LWP，因此，為了滿足用戶對線程使用的需求，Linux的線程庫對LWP的接口進行了封裝，我們把庫里封裝好的線程稱為用戶級線程。

1.pthread_create創建線程

#include <pthread.h>
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,void *(*start_routine) (void *), void *arg);

第一個參數是輸出型參數，輸出新線程的用戶級線程id，參數2：設置線程的屬性，參數3：返回值和參數都為void* 類型的函數指針，參數4:函數參數。創建線程，執行傳入的函數。

2.pthread_join等待線程

#include <pthread.h>int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);

第一個參數是要等的線程id,第二個是線程執行后返回值?。

3.?pthread_exit，pthread_cancel，pthread_self()?

int pthread_exit（）線程退出，exit()是進程退出。

int pthread_cancel(pthread_t thread)讓某個進程退出

pthread pthread_self() 用于獲取用戶態線程的tid

4.代碼

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <cstdio>
#include <unistd.h>
#include <cstdlib>
#include<time.h>
#include <pthread.h> // 原生線程庫的頭文件
using namespace std;// pthread_create(pthread_t &tid, nullptr, handlerTask, td);創建線程的接口
//pthread_join(tid, &ret);線程等待
// pthread_exit()線程退出
//pthread_cancel(tid)取消線程
pthread_self() 用于獲取用戶態線程的tidvoid * handlerTask(void* args)
{string s1=(const char*)args;sleep(10);cout<<"我是"<<s1<<" pid 是 "<<getpid()<<endl;cout<<"我的用戶級線程id是"<<pthread_self()<<endl;string* s2=new string("haha");pthread_exit(s2);}int main()
{cout<<"我是主線程"<<" pid 是 "<<getpid()<<endl;cout<<"我的用戶級線程id是"<<pthread_self()<<endl;const char* s1="新線程";pthread_t tid;pthread_create(&tid, nullptr, handlerTask, (void*)s1);cout<<"新進程用戶級id是"<<tid<<endl;void *ret=nullptr;pthread_join(tid, &ret);cout<<"結果為"<<*((string*)ret)<<endl;
}

makefile 文件（注意一定要鏈接pthread庫）

test1:test1.ccg++ -o $@ $^ -std=c++11 -lpthread
.PHONY:clean
clean:rm -f test1

運行結果：

5.進程分離

• 默認情況下，新創建的線程是joinable的，線程退出后，需要對其進行pthread_join操作，否則無法釋放資源，從而造成系統泄漏。
• 如果不關心線程的返回值，join是一種負擔，這個時候，我們可以告訴系統，當線程退出時，自動釋放線程資源。?

int pthread_detach(pthread_t thread)

可以是線程組內其他線程對目標線程進行分離，也可以是線程自己分離.

pthread_detach(pthread_self());

3.用戶級進程的實現

在共享區上由pthead動態庫來維護，封裝了LWP,其中用戶級進程的id就是虛擬地址。?

4.資源問題

1.線程私有的：

• 線程的硬件上下文（cpu寄存器的值）
• 線程的獨立棧結構
• 線程id
• 信號屏蔽字
• ?errno 信號屏蔽字
• 調度優先級

2.線程共享的

• 內存和地址空間（代碼和全局數據）
• 文件描述符表
• 每種信號的處理方式(SIG_ IGN、SIG_ DFL或者自定義的信號處理函數)
• 當前工作目錄
• 用戶id和組id

5.進程線程的優缺點

線程的優點

• 創建一個新線程的代價要比創建一個新進程小得多（線程的地址內存和地址空間是共享的，只需要創間pcb）
• 與進程之間的切換相比，線程之間的切換需要操作系統做的工作要少很多(線程切換時由于數據共享，cache不需要重新加載，而進程切換需要重新加載)。
• 線程占用的資源要比進程少很多
• 能充分利用多處理器的可并行數量
• 在等待慢速I/O操作結束的同時，程序可執行其他的計算任務
• 計算密集型應用，為了能在多處理器系統上運行，將計算分解到多個線程中實現
• I/O密集型應用，為了提高性能，將I/O操作重疊。線程可以同時等待不同的I/O操作。