11线程

线程包含了表示进程内执行环境必需的信息，其中包括进程中标识线程的线程ID，一组寄存器值，栈，调度优先级和策略，信号屏蔽字，errno变量以及线程私有数据。进程的所有信息对该进程的所有线程都是共享的，包括可执行的程序文本，程序的全局内存和堆内存，栈以及文件描述符测试宏_POSIX_THREADS

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线程标识

进程ID在整个系统中是唯一的，但线程ID不同，线程ID只在它所属的进程环境中有效。

#include <pthread.h>

int pthread_equal(pthread_t tid1, pthread_t tid2)

pthread_t pthread_self(void)

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线程的创建

#include<pthread.h>

int pthread_create(pthread_t *restrict tidp, 

                             const pthread_attr_t *restrict attr,

                             void *(*start_rtn)(void), void *restrict arg);

当成功返回时，由tidp指向的内存单元被设置为新创建程序的线程ID。attr参数用于定制各种不同的线程属性。新创建的线程从start_rtn函数的地址开始运行，该函数只有一个五类行指针参数arg，如果需要向start_rtn函数传递的参数不止一个，那么需要把这些参数放到一个结构中，然后把这个结构的地址作为arg参数传入。线程创建时并不能保证哪个线程会先运行：是新创建的线程还是调用线程。新创建的线程可以访问进程的地址空间，并且继承调用线程的浮点环境和信号屏蔽字，但是该线程的未决信号集被清除。函数调用失败时通常会返回错误码，它们并不像其他的POSIX函数一样设置errno。每个线程都提供errno的副本，这只是为了与使用errno的现有函数兼容。

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线程终止

如果进程中的任一线程调用了exit,_Exit或者_exit，那么整个进程就会终止。如果信号的默认动作是终止进程，那么，把该信号发送到线程会终止整个进程。

单线程退出方式：

1）线程只是从启动例程中返回，返回值是线程的退出码。

2）线程可以被同一进程中的其他线程取消。

3）线程调用pthread_exit

#include<pthread.h>

void pthread_exit(void *rval_ptr)

rval_ptr是一个无类型指针，与传给启动例程的单个参数类似。进程中的其他线程可以通过调用pthread_join函数访问到这个指针。

#include<pthread.h>

int pthread_join(pthread_t thread, void **rval_ptr)

调用线程将一直阻塞，直到指定的线程调用pthread_exit，从启动例程中返回或者被取消。如果线程只是从它的启动例程返回，rval_ptr将包含返回码。如果线程被取消，由rval_ptr指定的内存单元就置为PTHREAD_CANCELED。

可以调用pthread_join自动把线程置于分离状态，这样资源就可以恢复，如果线程已经处于分离状态，pthread_join调用就会失败，返回EINVAL。

如果对rval_ptr不感兴趣，可以设置为NULL，pthread_join函数将等待指定的线程终止，并不获取线程的终止状态。

#include<pthread.h>

int pthread_cancel(pthread_t tid);

此函数会使的由tid标识的线程的行为表现为如同调用了参数为PTHREAD_CANCELED和pthread_exit函数。但是，线程可以选择忽略取消方式或是控制取消方式。此函数并不等带线程终止，它仅仅提出请求。

线程清理处理程序

处理程序记录在栈中，执行与注册顺序相反。

#include<pthread.h>

void pthread_cleanup_push(void (*rtn)(void*), void *arg)

void pthread_cleanup_pop(int execute)

线程执行以下动作时调用清理函数，调用参数为arg,清理函数rtn的调用顺序是由pthread_cleanup_push函数来安排的。

1）调用pthread_exit时。

2）响应取消请求时。

3）用非零execute参数调用pthread_cleanup_pop时，

如果execute参数置为0，清理函数将不被执行。无论那种情况，pthread_cleanup_pop都将删除上次pthread_cleanup_push调用建立的清理处理程序。

这些函数有一个限制，由于可以实现为宏，所以必须在与线程相同的作用域中以匹配对的形式使用，pthread_cleanup_push的宏定义可以包含字符{，在这种情况下对应的匹配字符}就要在pthread_cleanup_pop定义中出现。如果线程是通过从它的启动例程中返回而终止的话，那么它的清理处理程序就不会被调用。

在默认情况下，线程的终止状态会保存到对该线程调用pthread_join，如果线程已经处于分离状态，线程的底层存储资源可以在线程终止时立即被收回。当线程被分离时，并不能用pthread_join函数等待它的终止状态。对分离状态的线程进行pthread_join的调用会产生失败，返回EINVAL。

#include<pthread.h>

int pthread_detach(pthread_t tid)

使线程进入分离状态。

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线程的同步

互斥量

互斥变量用pthread_mutex_t数据类型来表示，在使用互斥变量之前，必须首先对它进行初始化，可以把它置为常量PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER，也可以通过调用pthread_mutex_init函数进行初始化。如果动态地分配互斥量（malloc），那么在释放内存前需要调用pthread_mutex_destroy。

#include<pthread.h>

int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex, const pthread_mutexattr_t *restrict attr)

int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex)

用默认的属性初始化，attr=NULL

#include<pthread.h>

int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex)

int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex)

int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex)

如果线程不希望被阻塞，调用int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex)

2.避免死锁

如果线程试图对同一个互斥量枷锁两次，那么它自身就会陷入思索状态，

3.读写锁

三种状态：读模式下枷锁状态，写模式下加锁状态，不加锁状态。

一次只有一个线程可以占有写模式的读写锁，但是多个线程可以同时占有读模式的读写锁。

当读写锁是写加锁状态时，在这个锁被解锁之前，所有试图对这个锁加锁的线程都会被阻塞。当读写锁在读加锁状态时，所有试图以读模式对它进行加锁的线程都可以得到访问权，但是如果线程希望以写模式对此锁进行加锁，它必须阻塞直到所有的线程释放读锁。

#include <pthread.h>

int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t *restrict rwlock,

                                    const pthread_rwlockattr_t *restrict attr)

int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *rwlock)

int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *rwlock)

int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *rwlock)

int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t *rwlock)

会对共享模式下可获取的锁数量进行限制，所以需要检查int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *rwlock)的返回值。

int pthread_rwlock_tryrdlock(pthread_rwlock_t *rwlock)

int pthread_rwlock_trywrlock(pthread_rwlock_t *rwlock)

可以获取锁时，返回0，否则，返回EBUSY

4.条件变量

#include<pthread.h>

int pthread_cond_int(pthread_cond_t *restrict cond,

                                 pthread_condattr_t *restrict attr)

int pthread_cond_destroy)pthread_cond_t *cond);

int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *restrict cond,

                                   pthread_mutex_t *restrict mutex)

int pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *restrict cond,

                                           pthread_mutex_t *restrict mutex,

                                           const struct timespec *restrict timeout))

使用pthread_cond_wait等待条件变为真，如果在给定的时间内条件不能满足，那么会生成一个代表出错码的返回变量。

int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond)

int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond)