7. 线程编程（线程概念和创建）

线程的创建

#include <pthread.h>

int pthread_create(pthread_t *thread, const

pthread_attr_t *attr, void *(*routine)(void *), void *arg);

成功返回0，失败时返回错误码

thread 线程对象

attr 线程属性，NULL代表默认属性

routine 线程执行的函数

arg 传递给routine的参数 ，参数是void * ，注意传递参数格式，

编译错误分析：

createP_t.c:14:36: warning: passing argument 3 of 'pthread_create' from incompatible pointer type [-Wincompatible-pointer-types]

ret = pthread_create(&tid,NULL,testThread,NULL);

^

In file included from createP_t.c:1:0:

/usr/include/pthread.h:233:12: note: expected 'void * (*)(void )' but argument is of type 'int * ()(char *)'

意义：表示pthread_create参数3的定义和实际代码不符合，期望的是void * (*)(void ) ，实际的代码是int * ( )(char )
解决方法：改为pthread_create(&tid,NULL,(void)testThread,NULL);

createP_t.c:(.text+0x4b)：对'pthread_create'未定义的引用

collect2: error: ld returned 1 exit status --------这个链接错误，

表示pthread_create这个函数没有实现

解决方法：编译时候加 -lpthread

注意事项：1. 主进程的退出，它创建的线程也会退出。

线程创建需要时间，如果主进程马上退出，那线程不能得到执行

获取线程的id

通过pthread_create函数的第一个参数；通过在线程里面调用pthread_self函数

线程间参数传递：（重点难点）

编译错误：

createP_t.c:8:34: warning: dereferencing 'void *' pointer

printf("input arg=%d\n",(int)*arg);

^

createP_t.c:8:5: error: invalid use of void expression

printf("input arg=%d\n",(int)arg);
错误原因是void 类型指针不能直接用 取值（arg），因为编译不知道数据类型。
解决方法：转换为指定的指针类型后再用取值 比如：(int *)arg

1. 通过地址传递参数，注意类型的转换
2. 值传递，这时候编译器会告警，需要程序员自己保证数据长度正确

运行错误：

*** stack smashing detected ***: ./mthread_t terminated

已放弃 (核心已转储)

原因：栈被破坏了（数组越界）

线程的回收：

使用pthread_join 函数：

#include <pthread.h>

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

注意：pthread_join 是阻塞函数，如果回收的线程没有结束，则一直等待

编译错误：

pjoin.c:13:5: error: unknown type name 'pthead_t'

pthead_t tid;

错误类型：未知的类型pthead_t

错误可能：1拼写错误，2对应的头文件没有包含

pjoin.c:18:12: warning: format '%s' expects argument of type 'char *', but argument 2 has type 'void ' [-Wformat=]
printf("thread ret=%s\n",retv);
错误类型：参数不匹配，期望的是char * ，但参数retv是void *
解决：在参数前面加强制类型转换（char）retv

使用线程的分离：

两种方式：

1 使用pthread_detach

2 创建线程时候设置为分离属性

pthread_attr_t attr;

pthread_attr_init(&attr);

pthread_attr_setdetachstate(&attr,PTHREAD_CREATE_DETACHED);

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

// 子线程函数
void *func(void *arg){
    printf("This is child thread\n");
    while(1){
        sleep(5); // 这是一个「取消点」
    }
    pthread_exit("thread return"); // 这行永远不会执行
}

int main(){
    pthread_t tid;
    void *retv;
    int i;

    pthread_create(&tid, NULL, func, NULL); // 创建子线程
    sleep(5);                               // 主线程等 5 秒，让子线程先运行
    pthread_cancel(tid);                    // 发送取消请求给子线程
    pthread_join(tid, &retv);               // 等待子线程结束，并获取退出状态
    printf("thread ret=%s\n", (char*)retv); // 打印子线程的返回值
    while(1){
        // 主线程死循环，保持程序运行
    }
}

核心结论：

主线程睡 5 秒 ≠ 子线程刚好睡完 5 秒！

它们是同时、并行在跑的，不是等一个跑完再跑另一个！

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我给你画一个绝对清晰的时间轴

（时间单位：秒）

0 秒时刻

• 主线程：创建子线程
• 子线程：立刻开始运行，打印一句话，马上进入 sleep(5)
• 主线程：创建完线程，立刻也进入 sleep(5)

👉 两个人同时开始睡觉！

1 秒

• 子线程：还在睡
• 主线程：还在睡

2 秒

• 都在睡

3 秒

• 都在睡

4 秒

• 都在睡

5 秒 （关键！）

• 主线程睡醒了！
• 主线程立刻执行：pthread_cancel(tid) 发送取消信号
• 而此时，子线程的 sleep(5) 也刚好 5 秒到了，准备醒来！

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最关键的瞬间：谁先动？

子线程在第 5 秒结束时，要做的第一件事：

从 sleep(5) 中醒来 → 检查取消请求

主线程在第 5 秒结束时，做的事：

发送取消请求

结果：

子线程刚要醒来 ，就发现：
"哦，有人取消我了！"

→ 直接在 sleep(5) 这个取消点被杀死。

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用一句人话总结

主线程和子线程是同时睡觉的，5 秒后一起醒。
主线程一醒就发取消信号，子线程一醒就检查信号，直接被杀死。

所以子线程根本没机会跳出 while 循环，也没机会执行下一轮代码。

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你担心的误区是这样的（错误理解）

❌ 错误时间线：

1. 子线程先跑，sleep(5)
2. 等子线程睡完 5 秒
3. 主线程才开始 sleep(5)
4. 主线程睡醒才取消

这完全错了！

线程是并发的，不是排队执行的！

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再验证一下

如果把代码改成这样，子线程就不会被取消：

// 子线程
while(1) {
    // 没有任何取消点！纯计算
    int a = 0;
    a++;
}

这种情况下，主线程取消也没用，因为没有取消点可以检查信号。

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最终总结

1. 主线程和子线程是同时运行的
2. 它们同时开始 sleep(5)
3. 5 秒后同时醒来
4. 子线程刚从 sleep 醒来（取消点），就被主线程发的取消信号杀死
5. 所以子线程永远死在 sleep(5) 这里

线程的取消：

意义：随时杀掉一个线程

int pthread_cancel(pthread_t thread);

注意：线程的取消要有取消点才可以，不是说取消就取消，线程的取消点主要是阻塞的系统调用

运行段错误调试：

可以使用gdb调试

使用gdb 运行代码，gdb ./youapp

(gdb) run

等待出现Thread 1 "pcancel" received signal SIGSEGV, Segmentation fault.

输入命令bt（打印调用栈）

(gdb) bt

#0 0x00007ffff783ecd0 in vfprintf () from /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6

#1 0x00007ffff78458a9 in printf () from /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6

#2 0x00000000004007f9 in main () at pcancel.c:21

确定段错误位置是pcancel.c 21行

如果没有取消点，手动设置一个

void pthread_testcancel(void);

设置取消使能或禁止

int pthread_setcancelstate(int state, int *oldstate);

PTHREAD_CANCEL_ENABLE

PTHREAD_CANCEL_DISABLE

设置取消类型

int pthread_setcanceltype(int type, int *oldtype);

PTHREAD_CANCEL_DEFERRED 等到取消点才取消

PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS 目标线程会立即取消

线程的清理

必要性： 当线程非正常终止，需要清理一些资源。

void pthread_cleanup_push(void (*routine) (void *), void *arg)

void pthread_cleanup_pop(int execute)

routine 函数被执行的条件：

1. 被pthread_cancel取消掉。
2. 执行pthread_exit
3. 非0参数执行pthread_cleanup_pop()

注意：

1. 必须成对使用，即使pthread_cleanup_pop不会被执行到也必须写上，否则编译错误。2.pthread_cleanup_pop()被执行且参数为0，pthread_cleanup_push回调函数routine不会被执行.
   3 pthread_cleanup_push 和pthread_cleanup_pop可以写多对，routine执行顺序正好相反
2. 线程内的return 可以结束线程，也可以给pthread_join返回值，但不能触发pthread_cleanup_push里面的回调函数，所以我们结束线程尽量使用pthread_exit退出线程。