【Linux】线程基本知识概述

#include<stdio.h>#include<pthread.h>#include<unistd.h>void* pthreadRun(void* arg){    int count = 3;    while(count--)    {        printf("new pthread,tid:%lu,pid:%d/n",pthread_self(),getpid());    }}int main(){    pthread_t tid = 0;    int ret = pthread_create(&tid,NULL,pthreadRun,NULL);    if(ret != 0)    {        perror("pthread_create");        return -1;    }    if(ret != 0)    {        perror("pthread_detach");        return -1;    }    sleep(1);   if(pthread_cancel(tid)!= 0)    {        printf("cancel failed/n");        return 1;    }    int exitCode;    pthread_join(tid,(void**)&exitCode);    printf("new pthread exit code:%d/n",exitCode);    return 0;}这段程序的运行结果是：解释： 由于在主线程中已经sleep了1秒之后，才终止新线程的，由于在1秒之内，新线程早已运行完成，所以，就会终止失败。如果将终止新线程之前的sleep去掉，程序的运行结果究竟是什么呢？解释：新线程没有执行完成，就被主线程终止了，此时是终止成功的，所以退出码就是-1.c.使用pthread_exit（）自己终止自己。（3）线程的等待：（4）线程的可分离性：    一个线程是可结合的或者是可分离的。一个可结合的线程可以被与之在同一个进程中的其他线程所终止 ；而一个可分离的线程不需要主线程的等待，它的存储器等资源会在它运行结束时被操作系统回收。我们都知道，线程是进程内部的一个执行分支，为什么这么说？因为进程内的线程共享一个地址空间，所以在被分离的线程没有执行完成时，主线程不要退出，否则新的线程无法继续执行。主线程不可以等待被分离的线程。程序举例：
#include<stdio.h>#include<pthread.h>#include<unistd.h>void* pthreadRun(void* arg){    int count = 3;    while(count--)    {        printf("new pthread,tid:%lu,pid:%d/n",pthread_self(),getpid());        sleep(1);    }}int main(){    pthread_t tid = 0;    int ret = pthread_create(&tid,NULL,pthreadRun,NULL);    if(ret != 0)    {        perror("pthread_create");        return -1;    }    usleep(1000);    ret = pthread_detach(tid);    if(ret != 0)    {        perror("pthread_detach");        return -1;    }     if(pthread_cancel(tid)!= 0)    {        printf("cancel failed/n");        return 1;    }    int exitCode;    if(0 == pthread_join(tid,(void*)&exitCode))    {        printf("wait success./n");        printf("new pthread exit code:%d/n",exitCode);    }    else    {        printf("wait failed/n");    }    return 0;}程序运行结果：解释：从运行结果我们可以看出，我们不可以等待已经被分离的线程，但是可以终止已经分离的线程。（5）线程的切换：线程切换的条件：   a.一个时间片的完成；   b.操作系统模式的切换（内核态向用户态的切换）。时间片的结束，会进行线程的切换，这个是比较容易理解的。为什么操作系统模式的切换就会进行线程的切换？因为线程（在linux系统下，线程也被认为是进程，也有自己的PCB）的PCB是在内核中，只有内核态（也就是系统）才可以进行查看线程的信息，即就是访问PCB。我们知道，系统调用都是在内核态进行完成的，printf函数的底层调用的就是系统调用，所以我们采用printf函数进行显示数据的时候，就可能完成线程的切换。所以，写一个程序，制造线程的切换。
#include<stdio.h>#include<pthread.h>#include<unistd.h>static int count = 0;void* pthreadRun(void* arg){    int val = 0;    int i = 0;    while(i < 5000)    {        val = count;        printf("new pthread,tid:%lu,pid:%d,count:%d/n",pthread_self(),getpid(),count);        count = val + 1;        i++;    }    return NULL;}int main(){    pthread_t tid1 = 0;    pthread_t tid2 = 0;    int ret = pthread_create(&tid1,NULL,pthreadRun,NULL);    if(ret != 0)    {        perror("pthread_create");    return -1;    }    ret = pthread_create(&tid2,NULL,pthreadRun,NULL);    if(ret != 0)    {        perror("pthread_create");        return -1;    }    pthread_join(tid1,NULL);    pthread_join(tid2,NULL);    printf("count:%d/n",count);    return 0;}运行结果介于5000到10000之间不等。如果我们给临界资源加锁，运行完代码之后解锁。代码如下：
#include<stdio.h>#include<pthread.h>#include<unistd.h>static int count = 0;pthread_mutex_t myLock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;void* pthreadRun(void* arg){    int val = 0;    int i = 0;    while(i < 3000)    {       pthread_mutex_lock(&myLock);        val = count;        printf("new pthread,tid:%lu,pid:%d,count:%d/n",pthread_self(),getpid(),count);        count = val + 1;        i++;        pthread_mutex_unlock(&myLock);    }    return NULL;}int main(){    pthread_t tid1 = 0;    pthread_t tid2 = 0;    int ret = pthread_create(&tid1,NULL,pthreadRun,NULL);    if(ret != 0)    {        perror("pthread_create");    return -1;    }    ret = pthread_create(&tid2,NULL,pthreadRun,NULL);    if(ret != 0)    {        perror("pthread_create");        return -1;    }    pthread_join(tid1,NULL);    pthread_join(tid2,NULL);    pthread_mutex_destroy(&myLock);    printf("count:%d/n",count);    return 0;}这样对临界资源进行加锁之后，就可以保证全局变量最终可以加至6000.关于互斥锁的函数的声明：1）初始化和销毁函数2）申请和释放锁资源函数为什么加锁就可以防止线程之间相互干扰？   那是因为加锁就可以保证锁之间的代码是一个原子操作（要么执行就能执行完，要么不执行，也就是非0即1的状态）。那么lock()和unlock()函数是如何实现的呢？方法一：解释：我们知道mutex = 0；这一步并不是原子操作，如果两个线程同时调用lock函数，都判断出mutex > 0，然后其中一个线程将mutex置为0，另一个线程并不知道此事，也将mutex置为0，于是两个线程都以为自己获得了锁资源，这样就发生了冲突。所以这种办法是不可行的。执行赋值操作需要几步呢？步骤一：将mutex的数据从内存读到寄存器；步骤二：通过CPU内的运算器将mutex进行赋值；步骤三：将mutex的值重新写回内存。方法二：解释：由于方法一中的赋值操作不是原子操作，导致上述方法不可取。为了解决这个问题，大多体系结构提供了swap或者exchange命令，将寄存器和内存里的值进行交换，就保证了原子操作。lock函数 语句解释：将al寄存器中的值放置为0；将al寄存器和内存中的mutex的值进行交换；......如果执行了xchgb指令之后，又有一个线程申请锁资源，此时它看到的mutex就是0，表示不可以申请到资源；如果执行了movb指令之后，又有一个线程申请锁资源，此时哪个线程获得锁资源，就看自己的优先级或者权限等等问题了。所以，这个方法就是lock函数和unlock函数里执行的操作了。关于线程的基本知识就先整理到这里~~