一、什么是線程？

???????線程是“輕量級(jí)進(jìn)程”，是進(jìn)程中的?個(gè)實(shí)體，是程序執(zhí)?的最小單元，也是被系統(tǒng)獨(dú)立調(diào)度和分配的基本單位。

????????線程是進(jìn)程當(dāng)中的?條執(zhí)行流程，同?個(gè)進(jìn)程內(nèi)多個(gè)線程之間可以共享代碼段、數(shù)據(jù)段、打開的文件等資源，但每個(gè)線程各自都有?套獨(dú)立的寄存器和棧，這樣可以確保線程的控制流是相對(duì)獨(dú)立的。

二、線程的優(yōu)缺點(diǎn)

線程的優(yōu)點(diǎn)：

• 一個(gè)進(jìn)程中可以同時(shí)存在多個(gè)線程；
• 各個(gè)線程之間可以并發(fā)執(zhí)行；
• 各個(gè)線程之間可以共享地址空間和文件等資源；

線程的缺點(diǎn)：

• 當(dāng)進(jìn)程中的一個(gè)線程崩潰時(shí)，會(huì)導(dǎo)致其所屬進(jìn)程的所有線程崩潰

三、進(jìn)程、線程和協(xié)程區(qū)別

	進(jìn)程	線程	協(xié)程
定義	資源分配和擁有的基本單位	程序執(zhí)行的基本單位	用戶態(tài)的輕量級(jí)線程
切換情況	? ? ?保存和設(shè)置進(jìn)程CPU環(huán)境（棧、寄存器、頁表和文件句柄）	保存和設(shè)置程序計(jì)數(shù)器、少量寄存器和棧	先將寄存器上下文和棧保存，等切換回來的時(shí)候再進(jìn)行恢復(fù)
切換者	操作系統(tǒng)	操作系統(tǒng)	用戶
切換過程	用戶態(tài)->核心態(tài)->用戶態(tài)	用戶態(tài)->核心態(tài)->用戶態(tài)	用戶態(tài)
調(diào)用棧	內(nèi)核棧	內(nèi)核棧	用戶棧
擁有資源	CPU資源、內(nèi)存資源、文件資源和句柄等	程序計(jì)數(shù)器、寄存器、棧和狀態(tài)字	擁有自己的寄存器上下文和棧
并發(fā)性	不同進(jìn)程之間切換實(shí)現(xiàn)并發(fā)，各自占有CPU實(shí)現(xiàn)并行	一個(gè)進(jìn)程內(nèi)部的多個(gè)線程并發(fā)執(zhí)行	同一時(shí)間只能執(zhí)行一個(gè)協(xié)程，其他協(xié)程處于休眠狀態(tài)，適合對(duì)任務(wù)進(jìn)行分時(shí)處理
系統(tǒng)開銷	切換虛擬機(jī)地址空間，切換內(nèi)核棧和硬件上下文，開銷大	切換時(shí)只需保存和設(shè)置很少量的寄存器內(nèi)容，開銷小	直接操作棧，基本沒有內(nèi)核切換開銷，可以不加鎖的訪問全局變量，上下文切換速度非?？?/span>
通信方面	需要借助操作系統(tǒng)（管道、消息隊(duì)列、共享內(nèi)存、內(nèi)存映射、信號(hào)量、信號(hào)、Socket）	直接讀寫進(jìn)程數(shù)據(jù)段（eg.全局變量）進(jìn)行通信	共享內(nèi)存、消息隊(duì)列

四、線程實(shí)現(xiàn)

1. 線程創(chuàng)建和結(jié)束

• 一般情況下，main函數(shù)所在的線程我們稱之為主線程（main線程），其余創(chuàng)建的線程稱之為子線程。 程序中默認(rèn)只有一個(gè)線程，調(diào)用pthread_create()函數(shù)產(chǎn)生新的線程。

??????// ?創(chuàng)建線程?
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine) (void *), void *arg);- 功能：創(chuàng)建一個(gè)子線程- 參數(shù)：- thread：傳出參數(shù)，線程創(chuàng)建成功后，子線程的線程ID被寫到該變量中。- attr : 設(shè)置線程的屬性，一般使用默認(rèn)值，NULL- start_routine : 函數(shù)指針，這個(gè)函數(shù)是子線程需要處理的邏輯代碼- arg : 給第三個(gè)參數(shù)使用，傳參- 返回值：成功：0失敗：返回錯(cuò)誤號(hào)。這個(gè)錯(cuò)誤號(hào)和之前errno不太一樣。獲取錯(cuò)誤號(hào)的信息：  char * strerror(int errnum);

• ?獲得線程id ：pthread_self

pthread_t pthread_self(void);

• ?等待線程結(jié)束：pthread_join，主線程調(diào)?，等待子線程退出并回收其資源，類似于進(jìn)程中wait/waitpid回收僵尸進(jìn)程，調(diào)用 pthread_join的線程會(huì)被阻塞

int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);- 功能：和一個(gè)已經(jīng)終止的線程進(jìn)行連接回收子線程的資源- 特點(diǎn)：這個(gè)函數(shù)是阻塞函數(shù)，調(diào)用一次只能回收一個(gè)子線程一般在主線程中使用- 參數(shù)：- thread：需要回收的子線程的ID- retval: 接收子線程退出時(shí)的返回值- 返回值：0 : 成功非0 : 失敗，返回的錯(cuò)誤號(hào)

• 結(jié)束線程：?子線程執(zhí)行，用于結(jié)束當(dāng)前線程并通過retval傳遞返回值，該返回值可通過pthread_join獲得

void pthread_exit(void *retval);功能：終止一個(gè)線程，在哪個(gè)線程中調(diào)用，就表示終止哪個(gè)線程參數(shù)：retval:需要傳遞一個(gè)指針，作為一個(gè)返回值，可以在pthread_join()中獲取到。

• 分離線程：主線程、子線程均可調(diào)?。主線程中pthread_detach(tid)，子線程中 pthread_detach(pthread_self())，調(diào)?后和主線程分離，子線程結(jié)束時(shí)自己立即回收資源

 int pthread_detach(pthread_t thread);- 功能：分離一個(gè)線程。被分離的線程在終止的時(shí)候，會(huì)自動(dòng)釋放資源返回給系統(tǒng)。1. 不能多次分離，會(huì)產(chǎn)生不可預(yù)料的行為。2. 不能去連接一個(gè)已經(jīng)分離的線程，會(huì)報(bào)錯(cuò)。- 參數(shù)：需要分離的線程的ID- 返回值：成功：0失敗：返回錯(cuò)誤號(hào)

?2. 線程屬性

????????線程屬性對(duì)象類型為pthread_attr_t，結(jié)構(gòu)體定義如下：

typedef struct{int detachstate;    // 線程分離的狀態(tài)int schedpolicy;    // 線程調(diào)度策略struct sched_param schedparam;  // 線程的調(diào)度參數(shù)int inheritsched;    // 線程的繼承性int scope;    //線程的作用域//以下為線程棧的設(shè)置size_t guardsize;    //線程棧末尾警戒緩沖大小int stackaddr_set;    // 線程的棧設(shè)置void * stackaddr;// 線程棧的位置size_t stacksize;//線程棧大小
}pthread_attr_t;

設(shè)置線程屬性相關(guān)函數(shù)：int pthread_attr_init(pthread_attr_t *attr);- 初始化線程屬性變量int pthread_attr_destroy(pthread_attr_t *attr);- 釋放線程屬性的資源int pthread_attr_getdetachstate(const pthread_attr_t *attr, int *detachstate);- 獲取線程分離的狀態(tài)屬性int pthread_attr_setdetachstate(pthread_attr_t *attr, int detachstate);- 設(shè)置線程分離的狀態(tài)屬性