UNIX-POSIX

pthread_create & pthread_join

pthread_create 和 pthread_join 是 POSIX 线程（pthreads）编程中用于创建线程和等待线程结束的两个常用函数。它们定义在 <pthread.h> 头文件中，主要用于多线程并发编程。

一、pthread_create

用于创建一个新线程，并让其执行指定的函数。

函数原型：

int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,
                   void *(*start_routine)(void *), void *arg);

参数说明：

• pthread_t *thread：指向线程 ID 的指针，创建成功后可以通过它操作线程。
• const pthread_attr_t *attr：线程属性，一般传 NULL 表示使用默认属性。
• void *(*start_routine)(void *)：线程将执行的函数指针。
• void *arg：传递给 start_routine 函数的参数，可以传 NULL。

返回值：

• 成功返回 0；
• 失败返回错误码（不是通过 errno 设置）。

示例：

#include 
#include 

void* thread_func(void* arg) {
    printf("Hello from thread! arg = %d\n", *(int*)arg);
    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t tid;
    int val = 42;

    if (pthread_create(&tid, NULL, thread_func, &val) != 0) {
        perror("pthread_create failed");
        return 1;
    }

    pthread_join(tid, NULL);
    return 0;
}

二、pthread_join

用于阻塞等待一个线程结束，并可获取线程的返回值。

函数原型：

int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);

参数说明：

• pthread_t thread：目标线程 ID。
• void **retval：用于接收目标线程返回值的指针。如果不关心返回值，可以传 NULL。

返回值：

• 成功返回 0；
• 失败返回错误码。

注意事项：

• 如果多次 pthread_join 同一线程，会导致未定义行为；
• 被 join 的线程必须是可连接的（joinable），默认就是。如果设置为 detached（分离状态），则不能再 join。

三、总结：使用流程

pthread_t tid;
pthread_create(&tid, NULL, func, arg);  // 创建线程
pthread_join(tid, NULL);                // 等待线程结束

E.G. B

实现一个有两个线程的程序。每个将自己的ID输出10次,要求输出顺序必须
是线程1,线程2,线程1,线程2,线程1,线程2…。

#include <pthread.h>
#include <iostream>
using namespace std;

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;

int turn = 0;

void* func0(void* arg) {
    for(int i = 0; i < 10; i ++) {
        pthread_mutex_lock(&mutex);

        while(turn != 0) {
            pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
        }

        cout << "Thread 1: pthread_self = " << pthread_self() << endl;
        turn = 1;

        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        pthread_cond_signal(&cond);
    }

    return nullptr;
}

void* func1(void *arg) {
    for(int i = 0; i < 10; i ++) {
        pthread_mutex_lock(&mutex);

        while(turn != 1) {
            pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
        }

        cout << "Thread 2: pthread_self = " << pthread_self() << endl;
        turn = 0;

        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        pthread_cond_signal(&cond);
    }

    return nullptr;
}

int main() {
    pthread_t t1, t2;
    
    pthread_create(&t1, nullptr, func0, nullptr);
    pthread_create(&t2, nullptr, func1, nullptr);

    pthread_join(t1, nullptr);
    pthread_join(t2, nullptr);

    pthread_mutex_destroy(&mutex);
    pthread_cond_destroy(&cond);

    return 0;
}