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???🔥專欄系列：線性代數(shù)，C初學者入門訓練，題解C，C的使用文章，「初學」C++，linux

🔥座右銘：“不要等到什么都沒有了，才下定決心去做”

🚀🚀🚀大家覺不錯的話，就懇求大家點點關注，點點小愛心，指點指點🚀🚀🚀

目錄

線程

線程控制?

pthread_create創(chuàng)建線程

pthread_self

pthread_join

Pthread_exit

pthread_detach

pthread_cancel

系統(tǒng)庫調用問題

線程的局部存儲

線程

重談一次地址空間-虛擬到物理的過程

文件系統(tǒng)IO的基本單位大小：4kb

內存以4GB為例，就有1048576個頁框（4kb）

struct page

{

????int flag;//用于表示該頁的狀態(tài)和屬性

????//描述一個page的使用情況

????//頁框的屬性

}

為了對所有的頁框進行管理，所以需要一個struct page pages[1048576]的數(shù)組

線程劃分頁表的本質:劃分地址空間

Int a=100

根據(jù)a的虛擬地址，找到a的物理地址，a是一個整形變量，偏移量就位4

在進程視角：虛擬地址本身就是資源！

線程共享進程數(shù)據(jù)，但也擁有自己的一部分數(shù)據(jù):

線程ID
一組寄存器（每個線程有自己的獨立上下文數(shù)據(jù)）
棧
errno
信號屏蔽字
調度優(yōu)先級

線程控制?

pthread_create創(chuàng)建線程

int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,void *(*start_routine) (void *), void *arg);
這個函數(shù)的參數(shù)包括：* thread：指向 pthread_t 類型的指針，用于存儲新創(chuàng)建線程的標識符。
* attr：指向 pthread_attr_t 類型的指針，用于設置新線程的屬性，通常可以設為 NULL 表示使用默認屬性。
* start_routine：指向一個函數(shù)的指針，該函數(shù)定義了新線程要執(zhí)行的任務。它的簽名為 void* func(void*)。
* arg：傳遞給 start_routine 函數(shù)的參數(shù)。//對象/結構體

linux下有沒有真正的線程？

沒有。只有輕量級進程的概念，所以linux os只會提供輕量級進程創(chuàng)建的系統(tǒng)調用，不會直接提供線程創(chuàng)建接口

所以需要一個庫pthread，這個庫不屬于c/c++，這個庫是操作系統(tǒng)自帶的，編譯時鏈接我們的庫

function<void()>?是 C++11 中引入的函數(shù)對象，它可以用來表示一個沒有參數(shù)且沒有返回值的函數(shù)。在 C++ 中，函數(shù)對象是可調用的實體，類似于函數(shù)指針，但具有更大的靈活性和功能。

事例

#include <iostream>
#include <pthread.h>
#include <string>
#include <unistd.h>
#include <functional>
#include <time.h>
#include <vector>using namespace std;const int threadnum = 5;
using func_t = function<void()>;class threaddata
{
public:
threaddata(const string &name, const uint64_t &time, func_t f): threadname(name), createtime(time), func(f){
}public:
string threadname;uint64_t createtime;func_t func;};void print(){
cout << "我是線程執(zhí)行的大任務的一部分" << endl;}// 新線程
void *ThreadRountine(void *args){
threaddata *td = static_cast<threaddata *>(args); // 安全強轉threaddata*類型while (true){
cout << "new thread"<< " thread name:" << td->threadname << " thread time:" << td->createtime << endl;td->func();
sleep(1);//測試一個線程異常，整個進程就結束了
// int a=10;
// if(td->threadname=="thread-4")
// {
// cout<<"觸發(fā)異常"<<endl;
// a/=0;
// }
}
}// 如何給新線程傳參，如何創(chuàng)建多線程呢
// 獲取返回值// 主線程
int main(){
vector<pthread_t> pthreads;for (int i = 0; i < threadnum; i++){
char pthreadname[64];snprintf(pthreadname, sizeof(pthreadname), "%s-%lu", "thread", i);pthread_t tid;threaddata *td = new threaddata(pthreadname, (uint64_t)time(nullptr), print);pthread_create(&tid, nullptr, ThreadRountine, td);pthreads.push_back(tid);
sleep(1);
}while (true){
cout << "main thread" << endl;sleep(3);
}
return 0;}

pthread_self

在Linux中，pthread_self 函數(shù)用于獲取當前線程的線程ID（pthread_t）。

它的聲明如下：

#include <pthread.h>pthread_t pthread_self(void);

調用 pthread_self 函數(shù)將返回當前線程的線程ID，即 pthread_t 類型的值。線程ID 是一個唯一標識符，用于區(qū)分不同的線程。通常情況下，你可以將線程ID存儲在變量中以供后續(xù)使用。

線程終止

1. 新線程函數(shù)return。這種方法對主線程不適用,從main函數(shù)return相當于調用exit。

2. 線程可以調用pthread_exit終止自己。

3. 一個線程可以調用pthread_cancel終止同一進程中的另一個線程。

線程默認要被等待

1.線程退出，沒有等待，會導致類似進程的僵尸問題

2.線程退出時，主線程如何獲取新線程的返回值！

pthread_join

pthread_join 是 POSIX 線程庫中的函數(shù)，用于等待指定的線程結束執(zhí)行。它會阻塞當前線程，直到指定的線程完成為止。

int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);
* thread：要等待的線程的線程 ID。
* retval：指向指針的指針，用于接收被等待線程的返回值（如果有）。

事例

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
void* threadFunction(void* arg) {printf("Inside the new thread\n");return (void*)42;
}
int main() {pthread_t thread;pthread_create(&thread, NULL, threadFunction, NULL); // 創(chuàng)建一個新線程// 等待新線程結束void* result;pthread_join(thread, &result);printf("New thread returned: %ld\n", (long)result);return 0;
}
在這個示例中，我們創(chuàng)建了一個新線程，并在主線程中調用 
pthread_join 來等待新線程結束。pthread_join 函數(shù)會將主線程阻塞直到新線程執(zhí)行結束，
并且可以獲取新線程的返回值。

需要注意的是，pthread_join 函數(shù)會阻塞當前線程，直到指定的線程結束。因此，在實際使用中，需要確保調用 pthread_join 的線程不是主要的執(zhí)行線程，否則可能會導致整個程序被阻塞。

Pthread_exit

pthread_exit函數(shù)用于終止調用它的線程。當線程調用pthread_exit時，它會立即退出，而不會影響其他線程的執(zhí)行。線程在退出時可以返回一個指向線程退出狀態(tài)的指針。

例：

pthread_exit((void*)"thread_1 done");

如果線程退出出現(xiàn)異常呢？

如果線程出現(xiàn)異常，整個進程都會崩潰，所以沒必要獲取線程退出信號

線程的返回值，不一定返回的都是字符串，還可以是對象

線程沒有非阻塞等待，線程等待很極端，要么一直等，要么不等

線程默認是：線程模式joinable的（是可以被等待的）

線程是可以被設置為分離狀態(tài)的

在線程設置為分離狀態(tài)后，該線程結束時系統(tǒng)會自動釋放其所占用的資源，而不需要其他線程調用pthread_join來回收資源

pthread_detach

使用 pthread_detach 函數(shù)可以避免出現(xiàn)僵尸線程，提高系統(tǒng)效率。要使用 pthread_detach 函數(shù)，首先需要創(chuàng)建線程，并在創(chuàng)建后立即使用 pthread_detach 函數(shù)將線程設置為分離狀態(tài)。

主線程可以調用pthread_detach分離新線程

新線程也可以調用pthread_detach分離自己

pthread_cancel

線程取消

Pthread_cancel(tid);

線程如果是分離的，是可以被取消的，但是不可以被等待

如果線程是被取消的，線程返回的值是-1，

全部都不是系統(tǒng)直接提供的接口，而是原生線程庫pthread（默認是os自帶的）提供的接口

linux中的線程被叫作用戶級線程

系統(tǒng)庫調用問題

線程要有獨立屬性

1）硬件上下文

2）棧：

新線程的棧，在庫維護

默認地址空間中的棧，由主線程使用

clone 是一個系統(tǒng)調用，用于創(chuàng)建一個新的進程或線程。與 fork 系統(tǒng)調用不同的是，clone 允許創(chuàng)建的新進程或線程與父進程或線程共享某些資源，如內存空間、文件描述符等，從而實現(xiàn)更靈活的進程/線程管理。

clone 的原型如下：

int clone(int (*fn)(void *), void *child_stack, int flags, void *arg, ...);

其中參數(shù)含義如下：

* fn：指向新進程/線程執(zhí)行的函數(shù)指針

* child_stack：指向新進程/線程棧的指針

* flags：用于指定創(chuàng)建新進程/線程的標志

* arg：傳遞給新進程/線程執(zhí)行函數(shù)的參數(shù)

clone 的常用標志包括：

* CLONE_VM：共享內存空間

* CLONE_FS：共享文件系統(tǒng)信息

* CLONE_FILES：共享文件描述符

* CLONE_SIGHAND：共享信號處理器

線程庫不僅要管理每個線程tcb，還要提供一些方法（pthread_create/pthread_join,pthread_cancel/pthread_self）

線程的局部存儲

在 C/C++ 中，__thread 是一種線程局部存儲（Thread-Local Storage，TLS）的實現(xiàn)方式，用于聲明線程私有變量。在使用 __thread 關鍵字聲明的變量中，每個線程都會有自己獨立的變量副本，不同線程之間互不影響。

__thread int g_val=100;//線程的局部存儲

g_val 被聲明為一個 __thread 變量，其初始值為 100。這意味著每個線程都會有一個名為 g_val 的變量，且其初始值為 100。不同線程中對 g_val 的操作都是互相獨立的，一個線程修改 g_val 的值不會影響到其他線程中 g_val 的值。

線程可以進行fork？線程可以進行exec*程序替換嗎？

可以fork，就是整個進程創(chuàng)建了一個子進程

程序替換之后，整個進程會被替換，所以建議，線程直接程序替換

??🌸🌸🌸如果大家還有不懂或者建議都可以發(fā)在評論區(qū)，我們共同探討，共同學習，共同進步。謝謝大家！ 🌸🌸🌸???