从新理解 ，什么是线程 什么是进程了。
什么是线程
在一个程序里的一个执行路线就叫做线程（thread）。更准确的定义是：线程是“一个进程内部的控制序列”
一切进程至少都有一个执行线程
线程在进程内部运行，本质是在进程地址空间内运行
在Linux系统中，在CPU眼中，看到的PCB都要比传统的进程更加轻量化
透过进程虚拟地址空间，可以看到进程的大部分资源，将进程资源合理分配给每个执行流，就形成了线程执行流。
多个task_struct 共享同一份虚拟内存。同时页表也没有这么简单，我们看看上面页表的属性
虚拟地址到物理地址的映射需要一个属性，权限 ，读写权限 ，是否命中等等这里就可以解释为什么我们有一个代码
string* s ="hello world";
*s = "111";
这里其页表有一个读写改的权限，我们的字符串保存在全局区，就是字面量。但是这里的地址时允修改的。所以当发生这样的的操作时 ，CPU的mmu报错。发送信号。
创建进程的接口
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine) (void *), void *arg);
*pthread_t thread
这是一个指针，指向 pthread_t 类型的变量，该变量在成功创建线程后会被更新，以包含新线程的标识符。你可以使用这个标识符来引用新线程，例如在调用 pthread_join 等函数时。
*const pthread_attr_t attr
这是一个指向 pthread_attr_t 结构的指针，该结构用于定义线程的属性。如果传入 NULL，线程将使用默认属性创建。线程属性可以包括线程的堆栈大小、调度策略、分离状态等。
***void (start_routine) (void )
这是一个函数指针，指向线程将要执行的函数。这个函数必须接受一个 void * 类型的参数，并返回一个 void * 类型的值。这个参数允许你传递一个指向任何数据类型的指针给新线程，使得新线程可以访问和操作这些数据。
*void arg
这是一个 void * 类型的指针，指向传递给 start_routine 函数的参数。你可以通过这个指针传递结构体、数组或任何其他类型的指针，只要它对于你的应用来说是有意义的。
我想们先看一个简单的代码
#include <pthread.h>
#include <iostream>
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<string>
#include <unistd.h>
using namespace std;
// *pthread_t thread
void* rout(void* arg)
{
char* threadName = static_cast<char*>(arg);
cout<<threadName<<endl;
while(1)
{
cout<<threadName<<endl;
sleep(1);
}
}
int main()
{
pthread_t tid;
int ret = pthread_create(&tid,NULL,rout,(void*)"zk创建的线程1");
char buffer[128];
if(ret!=0)
{
snprintf(buffer,sizeof buffer , "曾奎创建的线程",1,"出错了");
}
while(1)
{
cout<<"主线程正在执行"<<endl;
sleep(1);
}
return 0;
}
结果
[zk@VM-24-17-centos lesson26]$ ./mythread
主线程正在执行
zk创建的线程1
zk创建的线程1
主线程正在执行
zk创建的线程1
主线程正在执行
zk创建的线程1
主线程正在执行
zk创建的线程1
zk创建的线程1
主线程正在执行
同时我们查看线程的创建情况
UID PID PPID LWP C NLWP STIME TTY TIME CMD
zk 1113 24465 1113 0 2 09:40 pts/4 00:00:00 ./mythread
zk 1113 24465 1114 0 2 09:40 pts/4 00:00:00 ./mythread
这里我们发现 ， 线程创建pid是一样的，正好也跟我们之前的想法一样，但是这里有一个lwp ，才是区分不同轻量级线程的关键字。PID一样证明区访问的同一片虚拟地址空间 ，lwp是给cpu执行的轻量级单元。轻量级进程ID，对于线程来说，这个和线程ID是相同的。证明我们确实创建了两个线程。
。
我们对这一段话理解一下，我们这里新加了一个函数，在线程和主线程都是可以访问的。
#include <pthread.h>
#include <iostream>
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<string>
#include <unistd.h>
using namespace std;
// int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,void *(*start_routine) (void *), void *arg);
void printss()
{
cout<<111<<endl;
}
void* rout(void* arg)
{
char* threadName = static_cast<char*>(arg);
cout<<threadName<<endl;
while(1)
{
printss();
cout<<threadName<<endl;
sleep(1);
}
}
int main()
{
pthread_t tid;
int ret = pthread_create(&tid,NULL,rout,(void*)"zk创建的线程1");
char buffer[128];
if(ret!=0)
{
snprintf(buffer,sizeof buffer , "曾奎创建的线程",1,"出错了");
}
while(1)
{
cout<<"主线程正在执行"<<endl;
sleep(1);
}
return 0;
}
线程为什么需要的时间更短？
多核的概念，运算器控制器 ，运算器有很多个。
线程ID及进程地址空间布局
pthread_ create函数会产生一个线程ID，存放在第一个参数指向的地址中。该线程ID和前面说的线程ID不是一回事。前面讲的线程ID属于进程调度的范畴。因为线程是轻量级进程，是操作系统调度器的最小单位，所以需要一个数值来唯一表示该线程。
pthread_ create函数第一个参数指向一个虚拟内存单元，该内存单元的地址即为新创建线程的线程ID，属于NPTL线程库的范畴。线程库的后续操作，就是根据该线程ID来操作线程的。线程库NPTL提供了pthread_ self函数，可以获得线程自身的ID：
查看线程id
pthread_t pthread_self(void);
我们要理解这个图
linux操作系统本身是有轻量级进程这个概念的比如接口：
vfork 和 clone
但是这个两个接口不太好用 ， 大牛就封装了一个pthread库，其实就是对这些接口的封装。官方也觉得很好，在每一个linux系统里面都下载了这个库。我么可以验证一下
使用命令，我确实没安装，确实就自带了
[zk@VM-24-17-centos lesson26]$ locate libpthread
/usr/lib64/libpthread-2.17.so
/usr/lib64/libpthread.a
/usr/lib64/libpthread.so
/usr/lib64/libpthread.so.0
/usr/lib64/libpthread_nonshared.a
[zk@VM-24-17-centos lesson26]$
然后动态库会被加载到共享区。这个问题我们后面验证。当我们想用pthread_create创建一个线程的时候，他首先会在共享区生成一个TCB .然后用传TCB的参数，去调用clone接口，然后系统会创建一个pcb出来，这个PCB与TCB是一 一对应的。然后线程也会有西游的属性 ，就保存在共享区的位置。
这是一个demo
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <pthread.h>
#include<string>
#include<unistd.h>
#define NUM 10
using namespace std;
/*
创建10个线程
*/
void* start_routine(void* arg)
{
string name = static_cast<const char*>(arg);// 一种安全的转换方式
while(true)
{
sleep(1);
cout << "子线程创建成功,名字是:" << name << ", 线程的id是: 0x" << hex << pthread_self() << dec << endl;
}
}
int main()
{
for (int i = 0; i < NUM; i++)
{
pthread_t pid;
// int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,void *(*start_routine) (void *), void *arg);
char namebuffer[64];
snprintf(namebuffer,sizeof namebuffer,"zk创建的线程%d",i);
// cout<<namebuffer<<endl;
pthread_create(&pid, NULL, start_routine, namebuffer);
}
while (true)
{
cout<<"new thread create success,now is main thread: id: "<< hex << pthread_self() << dec << endl;
sleep(1);
}
return 0;
}
输出结果
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程4, 线程的id是: 0x7f1af424f700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程4, 线程的id是: 0x7f1af3a4e700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程4, 线程的id是: 0x7f1af324d700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程6, 线程的id是: 0x7f1af224b700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程4, 线程的id是: 0x7f1aeaa4c700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程8, 线程的id是: 0x7f1af1249700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程9, 线程的id是: 0x7f1af0a48700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程9, 线程的id是: 0x7f1aebfff700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程9, 线程的id是: 0x7f1af1a4a700
new thread create success,now is main thread: id: 7f1af526c740
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程9, 线程的id是: 0x7f1af2a4c700
子线程创建成功,名字是:子线程创建成功,名字是:zk创建的线程4, 线程的id是: 0xzk创建的线程4, 线程的id是: 0x7f1af424f7007f1af3a4e700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程4, 线程的id是: 0x7f1af324d700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程6, 线程的id是: 0x7f1af224b700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程4, 线程的id是: 0x7f1aeaa4c700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程8, 线程的id是: 0x7f1af1249700子线程创建成功,名字是:
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程9, 线程的id是: 0x7f1af1a4a700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程9zk创建的线程9, 线程的id是: 0x, 线程的id是: 0x7f1aebfff700
7f1af0a48700
new thread create success,now is main thread: id: 7f1af526c740
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程9, 线程的id是: 0x7f1af2a4c700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程4, 线程的id是: 0x7f1af424f700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程4, 线程的id是: 0x7f1af324d700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程6, 线程的id是: 0x7f1af224b700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程4, 线程的id是: 0x7f1aeaa4c700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程4, 线程的id是: 0x7f1af3a4e700
子线程创建成功,名字是:子线程创建成功,名字是:zk创建的线程9, 线程的id是: 0xzk创建的线程8, 线程的id是: 0x7f1af1a4a7007f1af1249700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程9, 线程的id是: 0x7f1af0a48700
new thread create success,now is main thread: id: 7f1af526c740
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程9, 线程的id是: 0x7f1aebfff700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程9, 线程的id是: 0x7f1af2a4c700
子线程创建成功,名字是:子线程创建成功,名字是:zk创建的线程4zk创建的线程6, 线程的id是: 0x, 线程的id是: 0x7f1af224b7007f1aeaa4c700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程4, 线程的id是: 0x7f1af324d700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程4, 线程的id是: 0x7f1af3a4e700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程4, 线程的id是: 0x7f1af424f700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程9, 线程的id是: 0x7f1af1a4a700
new thread create success,now is main thread: id: 7f1af526c740
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程9, 线程的id是: 0x7f1af0a48700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程9, 线程的id是: 0x7f1aebfff700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程8, 线程的id是: 0x7f1af1249700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程9, 线程的id是: 0x7f1af2a4c700
子线程创建成功,名字是:子线程创建成功,名字是:zk创建的线程4zk创建的线程4, 线程的id是: 0x, 线程的id是: 0x7f1af3a4e7007f1af424f700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程6, 线程的id是: 0x7f1af224b700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程4, 线程的id是: 0x7f1aeaa4c700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程4, 线程的id是: 0x7f1af324d700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程9, 线程的id是: 0x7f1af1a4a700
new thread create success,now is main thread: id: 7f1af526c740
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程9, 线程的id是: 0x7f1af0a48700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程8, 线程的id是: 0x7f1af1249700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程9, 线程的id是: 0x7f1aebfff700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程9, 线程的id是: 0x7f1af2a4c700
子线程创建成功,名字是:子线程创建成功,名字是:zk创建的线程4, 线程的id是: 0xzk创建的线程6, 线程的id是: 0x7f1af3a4e7007f1af224b700
子线程创建成功,名字是:子线程创建成功,名字是:zk创建的线程4, 线程的id是: 0xzk创建的线程47f1aeaa4c700, 线程的id是: 0x
7f1af424f700子线程创建成功,名字是:
zk创建的线程4, 线程的id是: 0x7f1af324d700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程9, 线程的id是: 0x7f1af1a4a700
new thread create success,now is main thread: id: 7f1af526c740
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程9, 线程的id是: 0x7f1af0a48700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程8, 线程的id是: 0x7f1af1249700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程9, 线程的id是: 0x7f1aebfff700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程9, 线程的id是: 0x7f1af2a4c700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程4子线程创建成功,名字是:, 线程的id是: 0xzk创建的线程4, 线程的id是: 0x7f1af3a4e7007f1af424f700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程6, 线程的id是: 0x7f1af224b700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程4, 线程的id是: 0x7f1aeaa4c700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程4, 线程的id是: 0x7f1af324d700
new thread create success,now is main thread: id: 子线程创建成功,名字是:7f1af526c740
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程9, 线程的id是: 0x7f1af1a4a700zk创建的线程9, 线程的id是: 0x7f1af0a48700
子线程创建成功,名字是:
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程9, 线程的id是: 0x7f1aebfff700
zk创建的线程8, 线程的id是: 0x7f1af1249700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程9, 线程的id是: 0x7f1af2a4c700
子线程创建成功,名字是:子线程创建成功,名字是:zk创建的线程4, 线程的id是: 0xzk创建的线程4, 线程的id是: 0x7f1af3a4e7007f1af424f700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程6, 线程的id是: 0x7f1af224b700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程4, 线程的id是: 0x7f1aeaa4c700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程4, 线程的id是: 0x7f1af324d700
new thread create success,now is main thread: id: 7f1af526c740
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程9子线程创建成功,名字是:zk创建的线程8, 线程的id是: 0x7f1af1249700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程9, 线程的id是: 0x7f1aebfff700
子线程创建成功,名字是:, 线程的id是: 0x7f1af1a4a700
zk创建的线程9, 线程的id是: 0x7f1af0a48700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程9, 线程的id是: 0x7f1af2a4c700
查看线程创建这里发现LWP连续的 ，想到了数组 ，确实在pthread内部是以数组方式管理这种结构。
[zk@VM-24-17-centos ~]$ ps -eLf | grep test
zk 23026 24465 23026 0 11 10:47 pts/4 00:00:00 ./test
zk 23026 24465 23027 0 11 10:47 pts/4 00:00:00 ./test
zk 23026 24465 23028 0 11 10:47 pts/4 00:00:00 ./test
zk 23026 24465 23029 0 11 10:47 pts/4 00:00:00 ./test
zk 23026 24465 23030 0 11 10:47 pts/4 00:00:00 ./test
zk 23026 24465 23031 0 11 10:47 pts/4 00:00:00 ./test
zk 23026 24465 23032 0 11 10:47 pts/4 00:00:00 ./test
zk 23026 24465 23033 0 11 10:47 pts/4 00:00:00 ./test
zk 23026 24465 23034 0 11 10:47 pts/4 00:00:00 ./test
zk 23026 24465 23035 0 11 10:47 pts/4 00:00:00 ./test
zk 23026 24465 23036 0 11 10:47 pts/4 00:00:00 ./test
zk 23176 32508 23176 0 1 10:47 pts/5 00:00:00 grep --color=auto test
上面结果存在一个问题 ，我们发现只有少数几个线程在跑 ，其余的们都没有跑，为什么呢，没创建成功嘛？并不是，创建出来的线程和主线程的执是由系统分配的了。没有规定谁先后。但是子线程我在写回调函数的时候，加了一个小心机。先sleep1秒这里就很有可能会触发cpu的时间片轮转，然后切换下一个进程。然后接着执行主进程。这里的namebuffer是一个地址。我们在子进程里面调用的也是地址。小心。我在主进程会把接着执行snprintf ,对地址的数据从新改变，就造成了上诉的局面。
怎么办
查看代码
可以将id 和信息封装为一个类
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <pthread.h>
#include <string>
#include <unistd.h>
#define NUM 10
using namespace std;
/*
创建10个线程
*/
class ThreadData
{
public:
pthread_t _tid;
char _namebuffer[64];
};
void *start_routine(void *arg)
{
ThreadData* data = static_cast<ThreadData*>(arg); // 一种安全的转换方式
while (true)
{
sleep(1);
cout << "子线程创建成功,名字是:" <<data->_namebuffer << ", 线程的id是: 0x" << hex << pthread_self() << dec << endl;
}
return nullptr;
}
int main()
{
for (int i = 0; i < NUM; i++)
{
ThreadData* thread_data[NUM];
// pthread_t pid;
// int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,void *(*start_routine) (void *), void *arg);
// char namebuffer[64];
ThreadData* cnt = new ThreadData();
snprintf(cnt->_namebuffer, sizeof cnt->_namebuffer, "zk创建的线程%d", i);
// cnt->_namebuffer =namebuffer;
// cout<<namebuffer<<endl;
pthread_create(&cnt->_tid, NULL, start_routine, cnt);
}
while (true)
{
cout << "new thread create success,now is main thread: id: " << hex << pthread_self() << dec << endl;
sleep(1);
}
return 0;
}
运行结果
[zk@VM-24-17-centos lesson27]$ ./test
new thread create success,now is main thread: id: 7fb6b0e87740
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程1, 线程的id是: 0x7fb6af669700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程2, 线程的id是: 0x7fb6aee68700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程3, 线程的id是: 0x7fb6ae667700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程4, 线程的id是: 0x7fb6ade66700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程5, 线程的id是: 0x7fb6ad665700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程6, 线程的id是: 0x7fb6ace64700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程7, 线程的id是: 0x7fb6ac663700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程8, 线程的id是: 0x7fb6abe62700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程9, 线程的id是: 0x7fb6ab661700
new thread create success,now is main thread: id: 7fb6b0e87740
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程0, 线程的id是: 0x7fb6afe6a700
子线程创建成功,名字是:子线程创建成功,名字是:zk创建的线程2, 线程的id是: 0xzk创建的线程3, 线程的id是: 0x7fb6aee687007fb6ae667700
子线程创建成功,名字是:子线程创建成功,名字是:zk创建的线程9, 线程的id是: 0x7fb6ab661700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程5, 线程的id是: 0x7fb6ad665700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程1, 线程的id是: 0x子线程创建成功,名字是:7fb6af669700
zk创建的线程8子线程创建成功,名字是:zk创建的线程4, 线程的id是: 0x7fb6ade66700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程7, 线程的id是: 0x7fb6ac663700
, 线程的id是: 0x7fb6abe62700zk创建的线程6, 线程的id是: 0x7fb6ace64700
new thread create success,now is main thread: id: 7fb6b0e87740
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程0, 线程的id是: 0x7fb6afe6a700
子线程创建成功,名字是:子线程创建成功,名字是:zk创建的线程2, 线程的id是: 0xzk创建的线程9, 线程的id是: 0x7fb6aee687007fb6ab661700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程7, 线程的id是: 0x7fb6ac663700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程5, 线程的id是: 0x7fb6ad665700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程4, 线程的id是: 0x7fb6ade66700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程6, 线程的id是: 0x7fb6ace64700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程3, 线程的id是: 0x7fb6ae667700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程8, 线程的id是: 0x7fb6abe62700
new thread create success,now is main thread: id: 7fb6b0e87740
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程0, 线程的id是: 0x7fb6afe6a700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程1, 线程的id是: 0x7fb6af669700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程2, 线程的id是: 0x7fb6aee68700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程6, 线程的id是: 0x7fb6ace64700子线程创建成功,名字是:zk创建的线程3, 线程的id是: 0x7fb6ae667700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程8, 线程的id是: 0x7fb6abe62700
子线程创建成功,名字是:子线程创建成功,名字是:zk创建的线程7, 线程的id是: 0x7fb6ac663700
子线程创建成功,名字是:
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程4, 线程的id是: 0x7fb6ade66700
zk创建的线程9, 线程的id是: 0x7fb6ab661700
new thread create success,now is main thread: id: 7fb6b0e87740
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程0, 线程的id是: 0x7fb6afe6a700
zk创建的线程5, 线程的id是: 0x7fb6ad665700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程1, 线程的id是: 0x7fb6af669700
子线程创建成功,名字是:子线程创建成功,名字是:zk创建的线程3, 线程的id是: 0xzk创建的线程7, 线程的id是: 0x7fb6ae6677007fb6ac663700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程9, 线程的id是: 0x
子线程创建成功,名字是:子线程创建成功,名字是:zk创建的线程8, 线程的id是: 0x7fb6abe62700zk创建的线程6
子线程创建成功,名字是:子线程创建成功,名字是:zk创建的线程4, 线程的id是: 0x7fb6ade66700
7fb6ab661700
, 线程的id是: 0x7fb6ace64700
zk创建的线程2, 线程的id是: 0x7fb6aee68700
new thread create success,now is main thread: id: 7fb6b0e87740
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程5, 线程的id是: 0x7fb6ad665700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程0, 线程的id是: 0x7fb6afe6a700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程1, 线程的id是: 0x7fb6af669700
子线程创建成功,名字是:子线程创建成功,名字是:zk创建的线程7, 线程的id是: 0xzk创建的线程8, 线程的id是: 0x7fb6ac6637007fb6abe62700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程2, 线程的id是: 0x
子线程创建成功,名字是:子线程创建成功,名字是:zk创建的线程4, 线程的id是: 0x7fb6ade66700zk创建的线程9, 线程的id是: 0x7fb6ab661700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程6, 线程的id是: 0x7fb6ace64700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程3, 线程的id是: 0x7fb6ae667700
new thread create success,now is main thread: id: 7fb6b0e87740
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程5, 线程的id是: 0x7fb6ad665700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程0, 线程的id是: 0x7fb6afe6a700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程1, 线程的id是: 0x7fb6af669700
7fb6aee68700
子线程创建成功,名字是:子线程创建成功,名字是:zk创建的线程9zk创建的线程7, 线程的id是: 0x, 线程的id是: 0x7fb6ab6617007fb6ac663700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程6, 线程的id是: 0x7fb6ace64700
子线程创建成功,名字是:子线程创建成功,名字是:zk创建的线程3, 线程的id是: 0x7fb6ae667700zk创建的线程8
, 线程的id是: 0x7fb6abe62700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程4, 线程的id是: 0x7fb6ade66700
new thread create success,now is main thread: id: 7fb6b0e87740
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程5, 线程的id是: 0x7fb6ad665700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程0, 线程的id是: 0x7fb6afe6a700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程1, 线程的id是: 0x7fb6af669700
子线程创建成功,名字是:zk创建的线程2, 线程的id是: 0x7fb6aee68700
打印出来的地址是什么？我们在看这个图
打印出来的值其实是这个线程在共享区的起始地址？我们怎么证明
定义一个全局变量 ， 我们先不对其进行任何操作，这是所有人都可以访问的公共资源。他的数据存放在全局区
代码展示
#include<iostream>
#include<pthread.h>
#include <string>
#include<unistd.h>
using namespace std;
// 定义一个全局变量
int globeNum = 100;
void* start(void* arg)
{
string s = static_cast<const char*>(arg);
while(true)
{
sleep(1);
cout<<"子线程: "<<globeNum<<"地址在："<<&globeNum<<endl;
globeNum--;
}
}
int main()
{
// 我们创建一个线程
pthread_t tid;
pthread_create(&tid,NULL,start,(void*)"zk创建的进程");
while(true)
{
sleep(1);
cout<<"主线程: "<<globeNum<<"地址在："<<&globeNum<<endl;
globeNum--;
}
return 0;
}
结果
[zk@VM-24-17-centos lesson28]$ ./test
主线程: 100地址在：0x6020b4
子线程: 99地址在：0x6020b4
子线程: 主线程: 9898地址在：地址在：0x6020b40x6020b4
主线程: 子线程: 96地址在：96地址在：0x6020b40x6020b4
子线程: 主线程: 0x5e地址在：0x5e地址在：0x6020b40x6020b4
子线程: 主线程: 0x5c0x5c地址在：地址在：0x6020b40x6020b4
子线程: 主线程: 0x5a地址在：0x5a地址在：0x6020b40x6020b4
子线程: 主线程: 0x58地址在：0x58地址在：0x6020b40x6020b4
主线程: 子线程: 0x56地址在：0x56地址在：0x6020b40x6020b4
主线程: 子线程: 0x540x54地址在：地址在：0x6020b40x6020b4
主线程: 0x52地址在：0x6020b4
子线程: 0x52地址在：0x6020b4
主线程: 0x50地址在：0x6020b4
子线程: 0x4f地址在：0x6020b4
地址都一样 ，注意地址的大小 。我们知道全局区就在内存的下端，地址应该是比较小的 。
接下来看看这个代码
#include<iostream>
#include<pthread.h>
#include <string>
#include<unistd.h>
using namespace std;
// 定义一个全局变量
thread_local int globeNum = 100;
void* start(void* arg)
{
string s = static_cast<const char*>(arg);
while(true)
{
sleep(1);
cout<<"子线程: "<<globeNum<<"地址在："<<&globeNum<<endl;
globeNum--;
}
}
int main()
{
// 我们创建一个线程
pthread_t tid;
pthread_create(&tid,NULL,start,(void*)"zk创建的进程");
while(true)
{
sleep(1);
cout<<"主线程: "<<globeNum<<"地址在："<<&globeNum<<endl;
globeNum--;
}
return 0;
}
结果
[zk@VM-24-17-centos lesson28]$ ./test
100
主线程: 地址在：0x7f86da75f77c
100
子线程: 地址在：0x7f86d97426fc
9999
子线程: 地址在：0x7f86d97426fc
主线程: 地址在：0x7f86da75f77c
9898
主线程: 地址在：0x7f86da75f77c
子线程: 地址在：0x7f86d97426fc
9797
子线程: 地址在：0x7f86d97426fc
主线程: 地址在：0x7f86da75f77c
9696
子线程: 地址在：0x7f86d97426fc
主线程: 地址在：0x7f86da75f77c
首先发现地址不一样 ，地址变大。共享区在上面 ，并且值分开了 ，这个就相当于这个全局变量每一个线程单独存在一份。
线程如何终止？这里用exit不行 ，线程用exit会直接给进程发送信号。进程死了，空间没了，所有的线程自然死了。
线程终止
如果需要只终止某个线程而不终止整个进程,可以有三种方法:
- 从线程函数return。这种方法对主线程不适用,从main函数return相当于调用exit。
- 线程可以调用pthread_ exit终止自己。
- 一个线程可以调用pthread_ cancel终止同一进程中的另一个线程。
需要注意,pthread_exit或者return返回的指针所指向的内存单元必须是全局的或者是用malloc分配的,不能在线程函数的栈上分配,因为当其它线程得到这个返回指针时线程函数已经退出了。
demo 代码
#include <iostream>
#include <pthread.h>
#include <string>
#include <unistd.h>
using namespace std;
// 定义一个全局变量
thread_local int globeNum = 100;
void *start(void *arg)
{
string s = static_cast<const char *>(arg);
while (true)
{
sleep(1);
cout << globeNum << endl;
cout << "子线程: " << "地址在：" << &globeNum << endl;
globeNum--;
}
return pthread_exit((void*)0);
}
int main()
{
// 我们创建一个线程
pthread_t tid;
pthread_create(&tid, NULL, start, (void *)"zk创建的进程");
while (true)
{
sleep(1);
cout << globeNum << endl;
cout << "主线程: " << "地址在：" << &globeNum << endl;
globeNum--;
}
pthread_join(tid, NULL); // 等待子线程结束
pthread_exit(NULL); // 主线程也优雅地退出，避免终止其他可能的线程
return 0;
}
pthread_cancel函数
功能：取消一个执行中的线程
原型
int pthread_cancel(pthread_t thread);
参数
thread:线程ID
返回值：成功返回0；失败返回错误码
分离线程
int pthread_detach(pthread_t thread);
joinable和分离是冲突的，一个线程不能既是是joinable又是分离的。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
void *thread_run( void * arg )
{
pthread_detach(pthread_self());
printf("%s\n", (char*)arg);
return NULL;
}
int main( void )
{
pthread_t tid;
if ( pthread_create(&tid, NULL, thread_run, (void*)"thread1 run...") != 0 ) {
printf("create thread error\n");
return 1;
}
int ret = 0;
sleep(1);//很重要，要让线程先分离，再等待
if ( pthread_join(tid, NULL ) == 0 ) {
printf("pthread wait success\n");
ret = 0;
} else {
printf("pthread wait failed\n");
ret = 1;
}
return ret;
}
结果
[zk@VM-24-17-centos lesson29]$ ./test
thread1 run...
pthread wait failed
获取返回信息(大话题)
以下是原理
我们好好讲一讲原理！
首先我们看我们的函数。
这是我们的线程函数
void *start(void *arg)
{
string s = static_cast<const char *>(arg);
while (true)
{
sleep(1);
cout << globeNum << endl;
cout << "子线程: " << "地址在：" << &globeNum << endl;
globeNum--;
}
return pthread_exit((void*)0);
}
重要理解
返回值是void 。但是我们pthread_jion的参数是void* 。是一个输入型参数。但是我就是一直有疑惑 ， 为什么不直接找一个void* 的直接赋值过去呢？为什么为什么。我不懂。后强行想了一个解释。这个函数的接口就是void** ，我们要满足这个规范。**
C++语言的线程
#include <iostream>
#include<thread>
#include<unistd.h>
void thread_run()
{
while(true)
{
std::cout<<"我是新线程。。。"<<std::endl;
sleep(1);
}
}
int main()
{
std::thread t1(thread_run);
while(true)
{
sleep(1);
std::cout<<"我是主线程。。。"<<std::endl;
}
t1.join();
return 0;
}
结果：
[zk@VM-24-17-centos lesson30]$ ./test
我是新线程。。。
我是主线程。。。
我是新线程。。。
我是主线程。。。我是新线程。。。
我是主线程。。。
我是新线程。。。
我是主线程。。。我是新线程。。
但是这里我们使坏，我们在makefile的时候把外部链接的把pthread去掉。
[zk@VM-24-17-centos lesson30]$ ./test
terminate called after throwing an instance of 'std::system_error'
what(): Enable multithreading to use std::thread: Operation not permitted
Aborted
调用pthread——create找不到
关键字：__thread
自己封装的线程
#pragma once
#include<iostream>
#include<string>
#include<pthread.h>
#include <stdio.h>
#include<unistd.h>
#include <functional>
#include<cassert>
// 首先我们需要什么 ， 名字 ，id ，需要的执行的函数, 还有线程属性可以包括线程的堆栈大小、调度策略、分离状态等。
class Thread;
//上下文,当成一个大号的结构体
class Context
{
public:
Thread *_this;
void *_args;
public:
Context():_this(nullptr), _args(nullptr)
{}
~Context()
{}
};
class Thread
{
public:
// 这里就是申明了一种函数类型
typedef std::function<void*(void*)> func_t;
const int num = 1024;
public:
Thread(func_t func, void *args = nullptr, int number = 0)
:_func(func)
,_args(args)
{
char buffer[num];
snprintf(buffer, sizeof buffer,"thread-%d",number);
_name = buffer;
Context* ctx = new Context();
ctx->_this=this;
ctx->_args =_args;
int n = pthread_create(&_tid, nullptr, start_routine, ctx);
assert(n == 0); //编译debug的方式发布的时候存在，release方式发布，assert就不存在了，n就是一个定义了，但是没有被使用的变量
// 在有些编译器下会有warning
(void)n;
}
static void* start_routine(void*args)
{
Context *ctx = static_cast<Context *>(args);
void *ret = ctx->_this->run(ctx->_args);
delete ctx;
return ret;
}
void join()
{
int n = pthread_join(_tid, nullptr);
assert(n == 0);
(void)n;
}
void *run(void *args)
{
return _func(args);
}
~Thread()
{
// do nothing
}
private:
std::string _name; // 线程名字
pthread_t _tid; // 线程id
void* _args; // 这个其实是pthread_create 函数的const pthread_attr_t attr属性 。
// 如果传入 NULL，线程将使用默认属性创建。线程属性可以包括线程的堆栈大小、调度策略、分离状态等。
func_t _func; // 执行的任务函数
};
测试代码
#include"Thread.hpp"
int g_val =100;
std::string changeId(const pthread_t &thread_id)
{
char tid[128];
snprintf(tid, sizeof(tid), "0x%x", thread_id);
return tid;
}
void *start_routine(void *args)
{
std::string threadname = static_cast<const char *>(args);
// pthread_detach(pthread_self()); //设置自己为分离状态
int cnt = 5;
while (true)
{
std::cout << threadname << " running ... : " << changeId(pthread_self()) <<" g_val: "<< g_val << " &g_val: " << &g_val << std::endl;
sleep(1);
g_val++;
}
return nullptr;
}
int main()
{
// #define NUM 4
// pthread_mutex_t lock;
// pthread_mutex_init(&lock, nullptr);
// std::vector<pthread_t> tids(NUM);
// for(int i = 0; i < NUM; i++)
// {
// char buffer[64];
// snprintf(buffer, sizeof(buffer), "thread %d", i+1);
// ThreadData *td = new ThreadData(buffer, &lock);
// pthread_create(&tids[i], nullptr, getTicket, td);
// }
// for(const auto &tid: tids)
// {
// pthread_join(tid, nullptr);
// }
pthread_t t1, t2, t3, t4;
pthread_create(&t1, nullptr, start_routine, (void *)"thread 1");
pthread_create(&t2, nullptr, start_routine, (void *)"thread 2");
pthread_create(&t3, nullptr, start_routine, (void *)"thread 3");
pthread_create(&t4, nullptr, start_routine, (void *)"thread 4");
pthread_join(t1, nullptr);
pthread_join(t2, nullptr);
pthread_join(t3, nullptr);
pthread_join(t4, nullptr);
return 0;
}
做一个抢票的
代码如图所示
#include"Thread.hpp"
int g_val =100;
int ticket =10000;
std::string changeId(const pthread_t &thread_id)
{
char tid[128];
snprintf(tid, sizeof(tid), "0x%x", thread_id);
return tid;
}
void *start_routine(void *args)
{
std::string threadname = static_cast<const char *>(args);
// pthread_detach(pthread_self()); //设置自己为分离状态
int cnt = 5;
while (true)
{
std::cout << threadname << " running ... : " << changeId(pthread_self()) <<" g_val: "<< g_val << " &g_val: " << &g_val << std::endl;
sleep(1);
g_val++;
}
return nullptr;
}
void* getTicket(void* arg)
{
std::string username = static_cast<const char*>(arg);
while(true)
{
if(ticket>0)
{
usleep(1000);
// 值得抢票
std::cout<<username<<"正在抢票："<<ticket<<std::endl;
ticket--;
}else{
break;
}
}
return nullptr;
}
int main()
{
// #define NUM 4
// pthread_mutex_t lock;
// pthread_mutex_init(&lock, nullptr);
// std::vector<pthread_t> tids(NUM);
// for(int i = 0; i < NUM; i++)
// {
// char buffer[64];
// snprintf(buffer, sizeof(buffer), "thread %d", i+1);
// ThreadData *td = new ThreadData(buffer, &lock);
// pthread_create(&tids[i], nullptr, getTicket, td);
// }
// for(const auto &tid: tids)
// {
// pthread_join(tid, nullptr);
// }
pthread_t t1, t2, t3, t4;
pthread_create(&t1, nullptr, getTicket, (void *)"thread 1");
pthread_create(&t2, nullptr, getTicket, (void *)"thread 2");
pthread_create(&t3, nullptr, getTicket, (void *)"thread 3");
pthread_create(&t4, nullptr, getTicket, (void *)"thread 4");
pthread_join(t1, nullptr);
pthread_join(t2, nullptr);
pthread_join(t3, nullptr);
pthread_join(t4, nullptr);
return 0;
}
结果 ，发现抢到-1 -2 出bug 了
thread 2正在抢票：12
thread 4正在抢票：11
thread 1正在抢票：10
thread 3正在抢票：9
thread 2正在抢票：8
thread 4正在抢票：7
thread 1正在抢票：6
thread 3正在抢票：6
thread 2正在抢票：4
thread 4正在抢票：3
thread 1正在抢票：2
thread 3正在抢票：2
thread 2正在抢票：0
thread 4正在抢票：-1
thread 1正在抢票：-2
为什么呢？
看一下
看这张图就行了，正常我们执行后置++操作，我们要先把数据加载到寄存器，然后寄存器算逻运算，然后把值返回给把内存。但是上面三部的示意图 ，但是当我之星到第二步的时候 ，我发生时间片轮转。这时候 ，会把所有的上下文信息都一起移走。注意 ，这个时候的ticket还没有进行减法操作 ，值就没有改，另外的进程进来的时候，读取的ticket还是原来的。
这时候我们就需要使同步和互斥来操作了
我们要知道对临界资源的操作。
上锁之后的代码
#include"Thread.hpp"
pthread_mutex_t mutex;
int g_val =100;
int ticket =10000;
std::string changeId(const pthread_t &thread_id)
{
char tid[128];
snprintf(tid, sizeof(tid), "0x%x", thread_id);
return tid;
}
void *start_routine(void *args)
{
std::string threadname = static_cast<const char *>(args);
// pthread_detach(pthread_self()); //设置自己为分离状态
int cnt = 5;
while (true)
{
std::cout << threadname << " running ... : " << changeId(pthread_self()) <<" g_val: "<< g_val << " &g_val: " << &g_val << std::endl;
sleep(1);
g_val++;
}
return nullptr;
}
void* getTicket(void* arg)
{
std::string username = static_cast<const char*>(arg);
while(true)
{
pthread_mutex_lock(&mutex);
if(ticket>0)
{
usleep(1000);
// 值得抢票
std::cout<<username<<"正在抢票："<<ticket<<std::endl;
ticket--;
pthread_mutex_unlock(&mutex);
}else{
pthread_mutex_unlock(&mutex);
break;
}
}
return nullptr;
}
int main()
{
pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
// #define NUM 4
// pthread_mutex_t lock;
// pthread_mutex_init(&lock, nullptr);
// std::vector<pthread_t> tids(NUM);
// for(int i = 0; i < NUM; i++)
// {
// char buffer[64];
// snprintf(buffer, sizeof(buffer), "thread %d", i+1);
// ThreadData *td = new ThreadData(buffer, &lock);
// pthread_create(&tids[i], nullptr, getTicket, td);
// }
// for(const auto &tid: tids)
// {
// pthread_join(tid, nullptr);
// }
pthread_t t1, t2, t3, t4;
pthread_create(&t1, nullptr, getTicket, (void *)"thread 1");
pthread_create(&t2, nullptr, getTicket, (void *)"thread 2");
pthread_create(&t3, nullptr, getTicket, (void *)"thread 3");
pthread_create(&t4, nullptr, getTicket, (void *)"thread 4");
pthread_join(t1, nullptr);
pthread_join(t2, nullptr);
pthread_join(t3, nullptr);
pthread_join(t4, nullptr);
pthread_mutex_destroy(&mutex);
return 0;
}
结果
thread 3正在抢票：16
thread 3正在抢票：15
thread 3正在抢票：14
thread 3正在抢票：13
thread 3正在抢票：12
thread 3正在抢票：11
thread 3正在抢票：10
thread 3正在抢票：9
thread 3正在抢票：8
thread 3正在抢票：7
thread 3正在抢票：6
thread 3正在抢票：5
thread 3正在抢票：4
thread 3正在抢票：3
thread 3正在抢票：2
thread 3正在抢票：1