一、多线程是什么？

1.在说起多线程前，要先来说说进程，那么进程又是什么呢？

进程进程顾名思义，就是运行中的程序，这个说法不够精确。在操作系统中，一旦一个程序被运行起来，它就会被加载到内存中，操作系统就会为它创建一个进程控制块来将这个程序描述起来。至此以后运行的信息都会被进程控制块记录起来（PCB），因此进程控制块就是进程就是PCB，在Linux下进程可以看作是task_struct结构体。

2.说完进程，那么线程是什么？二者又有什么关系？

在Linux下线程是用PCB来模拟的，因此Linux下的线程就是轻量级进程。Linux下没有真正的线程。那么如果说此时线程变成了轻量级进程，那么进程又是什么？这时进程就变成了线程组，进程里面不仅包含了每个线程的各自信息还有它们的共享信息。一个进程中至少包含了一个或多个线程。

只有在程序运行时会给进程分配资源，所以进程或者线程组是资源分配的基本单位。而线程中操作系统不会为它单独分配自己所需要的所有资源。而是在为进程分配的资源中来划分一块区域为己独有，并且此进程下的所有线程共用一个虚拟地址空间，因此共享进程的代码段和数据段。Linux下pcb成为了线程所有线程是cpu调度的基本单位。

3.那么多线程共享哪些数据，又有哪些独特的数据呢？

1.共享的数据有：

1.文件描述符。2.每种信号的处理方式（SIG_IGN， SIG_DFL或者自定义的信号处理函数）。3.当前工作目录。4.用户ID和组ID。

2.独有数据：

虽然共享了这么多数据，但是每个线程有自己的pcb，因此线程可以同时运行，并且不会造成调用栈混乱。

1.栈。2.寄存器（文件描述符）。3.信号屏蔽字。4.errno错误信息。5.线程标识符。

4.多线程的优缺点：

主要从两方面来分析：IO密集和CPU密集来说

优点：由于多个线程共享虚拟地址空间所以：

? ? ? ? （1）线程间通信简单

? ? ? ? （2）线程的创建/销毁成本更低

? ? ? ? （3）线程的调度成本更低

? ? ? ? （4）线程的执行粒度更细

缺点：

? ? ? ? （1）线程缺乏访问控制----exit退出将是整个进程

? ? ? ? （2）健壮性较低---线程的某些错误会导致整个进程的退出或者失败。

二、来说说多线程的控制

由于Linux下没有真正的线程，所以在操作系统中没有提供直接创建线程的系统调用接口。这将使得我们实现一个线程的创建将变得异常艰难。所以对此那些巨佬就不服气了，他们实现了一套线程控制接口---封装了线程库来给我们使用。所以在此创建的线程是用户态的线程，在调用时，内核中对应有轻量级进程实现程序的调度运行。

线程创建---》线程终止---》线程等待---》线程分离---》线程安全。

1.线程创建：pthread_create

在这个函数中的参数thread是用来保存返回的线程ID，attr是线程属性，一般置NULL，star_routine是线程入口函数，arg是给线程传递的参数。

代码实现：

运行结果：

在代码中tid就是创建的线程地址空间的首地址。

在这里PID就是线程组ID也就是进程PID。进程的PID就是程序运行起来第一个被CPU执行的线程的PID。LWP是每个线程自己的PID。

2.线程终止：

在main中renturn将退出进程，而在函数中即线程入口函数中return就是退出线程。

退出调用线程函数：pthread_exit 退出调用线程，pthread_cancel 取消指定线程。

代码实现线程终止：

运行结果：

子进程被终止。那么自己可不可以取消自己呢？

在下面我取消主线程运行显示：

虽然这样可以看出主线程被终止,但这属于非法操作，但是出现了僵尸线程。这就引出来下一个线程问题：

3.线程等待：线程退出也会形成僵尸线程

线程在创建出来以后，默认带有一个属性即joinable属性，当线程处于这个属性时，线程必须被等待退出，才能将资源释放。否则它不会自动回收资源从而造成资源泄露。

pthread_join函数

代码显示：

运行结果：

此时就不会产生僵尸线程，因为接受线程的退出返回值。资源被释放。

4.线程分离：

既然有时我们没有必要接受线程的退出返回值。就需要分离线程。分离线程只需将它的joinable属性修改为datach属性，处于这个属性的线程，退出后将自动回收资源。并且这个属性的线程不能被等待，否则报错。

pthread_detach(tid)：

thread:线程的pid

代码实现：

运行结果：

此时创建的线程已经被分离，pthread_join将获取不到线程的退出返回值所以乱码。

线程分离可以在任何线程时间分离，包括分离自己。

5.线程安全：

由于多个执行流之间对数据的竞争操作--不安全操作，有可能造成数据的异常。

如何实现线程的安全：同步与互斥

同步：对临界资源访问的时序可控性

互斥：对临界资源同一时间的唯一访问性（原子操作）

互斥锁：

代码实现：

运行显示:

5.2条件变量：

用于实现线程间的同步---唤醒与等待

代码实现：

运行结果：

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 珍&源码