学习笔记——线程

线程学习笔记整理

一、线程概论

基本概念

Linux中线程是轻量级的进程，线程属于某个进程
作用：实现并发，处理相对耗时任务

线程特征

进程是系统中最小的资源分配单位
线程是系统中最小的执行单位
线程关系：进程中，线程与线程是平级关系
主线程：进程中默认有一个主线程

二、线程与进程的区别

对比项	进程	线程
资源共享	资源对立，独立地址空间	资源共享，共享进程地址空间
栈区	独立	有各自独立的栈区（默认8MB）
稳定性	相对稳定	不稳定（一个线程崩溃会导致整个进程崩溃）
创建开销	大（需要创建3GB空间）	小（只需在进程空间中开辟新栈区）
并发度	较低	较高
通信方式	复杂（管道、消息队列等）	简单（共享内存）

三、线程编程步骤（POSIX）

创建多线程 → 2. 线程空间操作 → 3. 线程资源回收

四、查看线程信息命令

复制代码

# 查看线程信息
ps -eLo pid,ppid,lwp,stat,comm
ps -eLf

# 参数说明：
# pid: 进程ID
# ppid: 父进程ID
# lwp: 轻量级进程ID（线程ID）
# stat: 状态
# comm: 命令名

五、线程相关函数

1. 创建线程

复制代码

#include <pthread.h>

int pthread_create(pthread_t *thread, 
                  const pthread_attr_t *attr,
                  void *(*start_routine)(void *), 
                  void *arg);

功能：创建指定线程

参数：

thread：线程ID（输出参数）
attr：线程属性（通常NULL，使用默认属性）
start_routine：线程回调函数（线程执行入口）
arg：传递给回调函数的参数

返回值：

成功：0
失败：错误码

示例：

复制代码

void *thread_func(void *arg) {
    // 线程执行代码
    return NULL;
}

pthread_t tid;
pthread_create(&tid, NULL, thread_func, NULL);

2. 获取线程ID

复制代码

pthread_t pthread_self(void);

功能：获取当前线程ID

返回值 ：当前线程ID（unsigned long int，使用%lu格式打印）

示例：

复制代码

printf("Thread ID: %lu\n", pthread_self());

3. 线程退出

方式一：线程自行退出

复制代码

void pthread_exit(void *retval);

功能：子线程自行退出

参数：retval - 线程退出时的返回值（"临死遗言"）

示例：

复制代码

void *thread_func(void *arg) {
    // ... 执行代码
    pthread_exit((void *)"Thread finished");
}

方式二：请求结束线程

复制代码

int pthread_cancel(pthread_t thread);

功能：请求结束一个线程

参数：thread - 要结束的线程ID

返回值：

成功：0
失败：非0值

4. 线程资源回收（阻塞方式）

复制代码

int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);

功能：

回收指定线程资源
具有阻塞等待功能（如果线程未结束，会阻塞）

参数：

thread：要回收的子线程ID
retval：接收子线程返回值（pthread_exit的值）

返回值：

成功：0
失败：非0值

示例：

复制代码

void *retval;
pthread_join(tid, &retval);
printf("Thread returned: %s\n", (char *)retval);

5. 线程分离属性

复制代码

int pthread_detach(pthread_t thread);

功能：设置线程分离属性

参数：线程ID（通常填自己的ID）

返回值：

成功：0
失败：非0值

特点：

分离的线程退出后，系统自动回收资源（栈区）
分离后，创建者不能再使用pthread_join回收

六、注意事项

线程安全：
- 多个线程访问共享资源需要同步（互斥锁、信号量等）
- 避免竞争条件
内存管理：
- 线程共享进程的堆空间
- 每个线程有独立的栈空间
- 传递动态分配的内存要注意释放
编译选项：
复制代码
```
gcc -pthread program.c -o program
```
错误处理：
- 所有pthread函数返回0表示成功
- 非0值为错误码，使用strerror(errno)查看错误信息

八、线程状态

线程可以处于以下状态：

就绪：等待CPU调度
运行：正在执行
阻塞：等待某个事件（如I/O、锁）
终止：执行完成

九、线程使用场景

I/O密集型任务：一个线程阻塞时，其他线程可继续执行
并行计算：将大任务分解为多个子任务
服务器编程：每个连接一个线程
GUI应用：主线程处理界面，工作线程处理耗时操作