Linux软件编程:线程

目录

一、基本概念

二、线程与进程的区别

1.空间管理

2.进程和线程区别

三、多线程与多进程的优缺点对比

四、线程的调度与消亡

五、线程相关函数接口

1.pthread_create

2.pthread_self

3.pthread_exit

4.pthread_join

一、基本概念

  • 线程是轻量级的进程,本质上也是一个进程,但在空间管理上与进程的管理方法不同
  • 线程不能独立存在,必须位于进程空间内部

二、线程与进程的区别

1.空间管理

  1. 线程本质是进程,线程是任务创建、调度、回收的过程
  2. 进程空间包含文本段、数据段、系统数据段(堆区、栈区)
  3. 线程空间中,同一进程的所有线程共享文本段、数据段和堆区,仅独享栈区(默认 8M)
  4. 线程必须位于进程空间内部,没有进程,线程无法独立存在
  • 一个进程中的所有线程共享文本段+数据段+堆区,独享栈区
  • 线程独享的栈区默认为8M
  • 一个进程中的多个线程切换调度任务时,资源开销比较小

2. 进程和线程区别

线程是 CPU 任务调度的最小单元,进程是操作系统资源分配的最小单元

三、多线程与多进程的优缺点对比

场景 多进程 多线程 对比结果
效率 切换需重新映射物理地址,资源开销大 同一进程内切换,资源开销小 多线程效率更高
通信 无共享空间,需用进程间通信方法 有共享空间,通过共享变量即可通信 多线程通信更便捷
资源竞争 无共享空间,不存在资源竞争 因共享空间,需保证资源互斥使用 多进程更有优势
安全 空间独立,一个进程崩溃不影响其他进程 共用进程空间,一个线程崩溃可能导致进程退出 多进程更安全

四、线程的调度与消亡

  • 调度:与进程调度(进程在上一篇文章中)一致,宏观上并行,微观上串行
  • 消亡:线程结束后需回收空间,否则会产生僵尸线程

五、线程相关函数接口

进程接口 线程接口
fork pthread_create
exit pthread_exit
wait pthread_join

1.pthread_create

用于在进程中创建线程,参数包括存放线程 ID 的空间地址、线程属性(默认 NULL)、线程函数入口、传入线程的参数,成功返回 0,失败返回错误码

原型: int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine) (void *), void *arg);
功能: 在进程中创建一个线程
参数:
thread:存放线程 ID 空间的首地址
attr:线程的属性,默认属性 NULL
start_routine:线程函数的入口
arg:线程传入的参数
返回值:
成功返回0
失败返回错误码

2.pthread_self

功能是获得调用该函数的线程的 ID 号

原型: pthread_t pthread_self(void);
功能:
获得调用该函数的线程的ID 号

3.pthread_exit

用于结束当前线程任务,参数为线程结束的值

原型: void pthread_exit(void *retval);
功能:
结束当前线程任务
参数:
retval:线程结束的值

4.pthread_join

用于回收线程空间,参数包括要回收的线程 ID、存放线程结束状态的空间地址,成功返回 0,失败返回错误码,且具备阻塞等待功能,若线程未退出则阻塞等待

原型: int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);
功能:
回收线程空间
参数:
thread:要回收的线程的 ID
retval:存放线程结束状态空间的首地址
返回值 :
成功返回0
失败返回错误码
注意:

  • tid对应的线程只要不退出,pthread_join阻塞等待结束回收线程空间
  • pthread_join具备同步功能