Linux应用层开发--线程

一、 Linux 线程简介

一、什么是线程（Thread）？

• 线程 是 进程内的一个轻量级执行单元。

• 一个进程中可以有多个线程，并且这些线程共享进程的大部分资源。

二、线程 vs 进程 对比

三、线程的优缺点

优点

• 创建、销毁、切换效率高

• 占用资源少

• 线程间通信方便（共享数据）

⚠️ 缺点

• 多线程共享数据，易引发同步问题/竞态条件

• 错误容易影响整个进程

二、线程创建

1、 线程控制

2、 线程创建：pthread_create

函数原型

#include <pthread.h>

int pthread_create(
    pthread_t *thread,                        // 线程ID指针
    const pthread_attr_t *attr,               // 线程属性，默认传 NULL
    void *(*start_routine)(void *),           // 线程函数指针
    void *arg                                 // 线程函数参数
);

返回值：

pthread_t 定义

typedef unsigned long int pthread_t; // 实质上是无符号长整型

使用说明：

• start_routine 为线程入口函数，格式统一为：

  void *thread_func(void *arg);
  

• 参数可以通过结构体传入，返回值也可以是结构体指针。

• 若不需参数或返回值，可传 NULL 和返回 NULL。

程序运行逻辑

1. 主线程中，创建两个线程：

   • input_thread：监听标准输入，写入共享缓冲区。

   • output_thread：读取共享缓冲区，打印到标准输出。

2. 使用 pthread_join 等待两个线程完成（但由于是无限循环，这里只是保持主线程不退出）。

三、线程终止

线程终止的方式

线程可以通过以下几种方式终止：

函数详解

1）pthread_exit

#include <pthread.h>

void pthread_exit(void *retval);

• 结束调用该函数的线程。

• 可向其他线程返回数据 retval。

• 注意：retval 不要指向局部变量（函数栈帧会被销毁）。

• 推荐 使用 malloc 分配返回内容，在 pthread_join 后回收。

2）pthread_join

#include <pthread.h>

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

• 等待指定线程终止，获取其返回值并回收资源。

• 用于阻塞等待线程结束，类似于进程中的 waitpid()。

• retval 可以为 NULL，如果你不关心线程返回值。

• 成功返回 0，失败返回错误码。

3）pthread_detach

#include <pthread.h>

int pthread_detach(pthread_t thread);

• 将线程设置为 detached（分离）状态：

  • 线程退出时，其资源自动释放，不再需要 pthread_join。

• 适用于主线程不关心子线程退出状态的场景。

• 与 pthread_join 互斥，不能对同一线程调用两者。

4）pthread_cancel

#include <pthread.h>

int pthread_cancel(pthread_t thread);

• 向目标线程发送 取消请求（并非强制终止）。

• 实际是否终止取决于：

  • 取消状态：enable / disable

  • 取消类型：deferred / asynchronous

• 线程默认：

  • 状态：enable

  • 类型：deferred

• 被取消线程必须在“取消点函数”中才会响应（如 read, sleep, pthread_join 等）。

如果线程成功被取消，pthread_join 获取到的返回值为：

retval == PTHREAD_CANCELED

5）pthread_setcancelstate

#include <pthread.h>

int pthread_setcancelstate(int state, int *oldstate);

• 设置当前线程是否 允许被取消。

• oldstate 可为 NULL，也可保存原状态。

6）pthread_setcanceltype

#include <pthread.h>

int pthread_setcanceltype(int type, int *oldtype);

• 设置当前线程的 取消类型。

小结对比表