线程相关编程、线程间通信、互斥锁

一、线程的创建
- #include <pthread.h>
- pthread_create ：int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine)(void *), void *arg);
  - 功能：创建一个新的线程
  - 参数：thread：保存线程ID的变量地址；attr：线程属性的对象地址；NULL：按照默认属性创建；start_routine：函数的指针：指向线程启动后要执行的任务（线程任务函数）；arg：为线程任务函数传递的参数
  - 返回值：成功：0；失败：非0
- eg.需要注意的是，线程相关函数在编译时需要链接pthread库（-pthread)
线程的调度：线程调度由操作系统内核管理
线程的终止
- pthread_exit ：void pthread_exit(void *retval)；
  - 功能：退出一个线程任务
  - 参数：retval：向回收的线程传递的参数的地址；NULL：表示不传递参数
- pthread_join ：int pthread_join(pthread_t thread, void **retval)
  - 功能：阻塞等待线程结束，回收线程资源空间
  - 参数：thread：要回收的线程ID；retval：用来保存线程退出时传递的参数；NULL：不接受参数
  - 返回值：成功：0；失败：-1
- int pthread_detach(pthread_t thread);
  - 功能：将线程设置成分离属性的线程，线程结束后自动释放资源
二、线程的回收策略
- 分离属性的线程：不需要回收，由操作系统回收（没有空闲的线程可帮忙回收时）
- 非分离属性的线程：pthread_join（）阻塞回收
线程的属性
- 分离属性：不需要被其他线程回收的线程称为分离属性得到线程，将来会被操作系统所回收
- 非分离属性：可以被其他线程回收或者结束的线程，称为非分离属性的线程（默认属性：非分离属性）
函数指针：
- 定义：
  - 返回值类型（*指针名称)(形参表）；
  - void *(*pfun)(void *)
- 函数指针指针初始化：
  - 返回值类型（*指针名称)（形参表）=函数的地址;
  - void * （*pfun)(void *)= main_ctl（函数名）；
- 函数指针赋值：
  - 函数指针名称=函数的入口地址；
  - void *（*pfun)(void *)=NULL;
  - pfun=main_ctl;
- 函数指针怎么使用：
  - 函数名(实参表)；
  - 函数指针（实参表)；
函数指针数组：保存多个函数指针
- 返回值类型型（*数组名称 $n$ )（形参表）；
- void*(*pfun $5$ )(void *)
三、线程间通信
- 全局变量通信
  - 临界资源：多个线程可以同时访问的资源称为临界资源；比如，全局变量、共享内存区域等多个线程在访问临界资源时，存在资源竞争问题
  - 如何解决资源竞争问题：
    - 互斥机制：多个线程访问临界资源时，具有排他性访问的机制（一次只允许一个线程对该临界资源进行访问）
- 全局队列
- 共享内存区域
四、互斥锁：是线程同步的基本工具，用于保护共享资源，防止多个线程同时访问导致的数据竞争问题
- 创建互斥锁
  - pthread_mutex_t
- 初始化互斥锁
  - int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex，const pthread_mutexattr_t *restrict attr);
    - 功能：初始化互斥锁
    - 参数：mutex：锁对象地址；attr：锁的属性（NULL：默认属性）
    - 返回值：成功：0；失败：-1
- 加锁
  - int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t*mutex);
- 解锁
  - int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex)
- 销毁锁
  - int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);
  - 确保没有线程持有或等待该锁
  - 静态初始化的互斥锁不需要销毁
- 互斥锁使用模式