鑽石舞台

線程是輕量級的進程（LWP：light weight process），在 Linux 環境下線程的本質仍是進程。

在計算機上運行的程序是一組指令及指令參數的組合，指令按照既定的邏輯控制計算機運行。操作系統會以進程為單位，分配系統資源，可以這樣理解，進程是資源分配的最小單位，線程是操作系統調度執行的最小單位。

先從概念上了解一下線程和進程之間的區別：

上下文切換：進程 / 線程分時復用 CPU 時間片，在切換之前會將上一個任務的狀態進行保存，下次切換回這個任務的時候，加載這個狀態繼續運行，任務從保存到再次加載這個過程就是一次上下文切換。

在處理多任務程序的時候使用多線程比使用多進程要更有優勢，但是線程並不是越多越好，如何控制線程的個數呢？

每一個線程都有一個唯一的線程 ID，ID 類型為 pthread_t，這個 ID 是一個無符號長整形數，如果想要得到當前線程的線程 ID，可以調用如下函數：

在一個進程中調用線程創建函數，就可得到一個子線程，和進程不同，需要給每一個創建出的線程指定一個處理函數，否則這個線程無法工作。

參數:

返回值：線程創建成功返回 0，創建失敗返回對應的錯誤號

下面是創建線程的示例代碼，在創建過程中一定要保證編寫的線程函數與規定的函數指針類型一致：void *(*start_routine) (void *):

編譯測試程序，會看到如下錯誤信息：

錯誤原因是因為編譯器鏈接不到線程庫文件（動態庫），需要在編譯的時候通過參數指定出來，動態庫名為libpthread.so需要使用的參數為 -l，根據規則掐頭去尾最終形態應該寫成：-lpthread（參數和參數值中間可以有空格）。正確的編譯命令為：

在打印的日誌輸出中為什么子線程處理函數沒有執行完畢呢（只看到了子線程的部分日誌輸出）？

主線程一直在運行，執行期間創建出了子線程，說明主線程有 CPU 時間片，在這個時間片內將代碼執行完畢了，主線程就退出了。子線程被創建出來之後需要搶 cpu 時間片, 搶不到就不能運行，如果主線程退出了, 虛擬地址空間就被釋放了, 子線程就一併被銷毀了。但是如果某一個子線程退出了, 主線程仍在運行, 虛擬地址空間依舊存在。

得到的結論：在沒有人為干預的情況下，虛擬地址空間的生命周期和主線程是一樣的，與子線程無關。

目前的解決方案：讓子線程執行完畢，主線程再退出，可以在主線程中添加掛起函數 sleep();

在編寫多線程程序的時候，如果想要讓線程退出，但是不會導致虛擬地址空間的釋放（針對於主線程），我們就可以調用線程庫中的線程退出函數，只要調用該函數當前線程就馬上退出了，並且不會影響到其他線程的正常運行，不管是在子線程或者主線程中都可以使用。

下面是線程退出的示例代碼，可以在任意線程的需要的位置調用該函數：

線程和進程一樣，子線程退出的時候其內核資源主要由主線程回收，線程庫中提供的線程回收函叫做 pthread_join()，這個函數是一個阻塞函數，如果還有子線程在運行，調用該函數就會阻塞，子線程退出函數解除阻塞進行資源的回收，函數被調用一次，只能回收一個子線程，如果有多個子線程則需要循環進行回收。

另外通過線程回收函數還可以獲取到子線程退出時傳遞出來的數據，函數原型如下：

參數:

返回值：線程回收成功返回 0，回收失敗返回錯誤號。

在子線程退出的時候可以使用pthread_exit()的參數將數據傳出，在回收這個子線程的時候可以通過phread_join()的第二個參數來接收子線程傳遞出的數據。接收數據有很多種處理方式，下面來列舉幾種：

4.2.1 使用子線程棧

通過函數pthread_exit(void *retval); 可以得知，子線程退出的時候，需要將數據記錄到一塊內存中，通過參數傳出的是存儲數據的內存的地址，而不是具體數據，由因為參數是void*類型，所有這個萬能指針可以指向任意類型的內存地址。先來看第一種方式，將子線程退出數據保存在子線程自己的棧區：

編譯並執行測試程序:

通過打印的日誌可以發現，在主線程中沒有沒有得到子線程返回的數據信息，具體原因是這樣的：

如果多個線程共用同一個虛擬地址空間，每個線程在棧區都有一塊屬於自己的內存，相當於棧區被這幾個線程平分了，當線程退出，線程在棧區的內存也就被回收了，因此隨着子線程的退出，寫入到棧區的數據也就被釋放了。

4.2.2 使用全局變量

位於同一虛擬地址空間中的線程，雖然不能共享棧區數據，但是可以共享全局數據區和堆區數據，因此在子線程退出的時候可以將傳出數據存儲到全局變量、靜態變量或者堆內存中。在下面的例子中將數據存儲到了全局變量中：

4.2.3 使用主線程棧

雖然每個線程都有屬於自己的棧區空間，但是位於同一個地址空間的多個線程是可以相互訪問對方的棧空間上的數據的。由於很多情況下還需要在主線程中回收子線程資源，所以主線程一般都是最後退出，基於這個原因在下面的程序中將子線程返回的數據保存到了主線程的棧區內存中：

在上面的程序中，調用pthread_create()創建子線程，並將主線程中棧空間變量 p 的地址傳遞到了子線程中，在子線程中將要傳遞出的數據寫入到了這塊內存中。也就是說在程序的 main() 函數中，通過指針變量 ptr 或者通過結構體變量 p 都可以讀出子線程傳出的數據。

在某些情況下，程序中的主線程有屬於自己的業務處理流程，如果讓主線程負責子線程的資源回收，調用pthread_join()只要子線程不退出主線程就會一直被阻塞，主要線程的任務也就不能被執行了。

在線程庫函數中為我們提供了線程分離函數pthread_detach()，調用這個函數之後指定的子線程就可以和主線程分離，當子線程退出的時候，其占用的內核資源就被系統的其他進程接管並回收了。線程分離之後在主線程中使用pthread_join()就回收不到子線程資源了。

下面的代碼中，在主線程中創建子線程，並調用線程分離函數，實現了主線程和子線程的分離：

線程取消的意思就是在某些特定情況下在一個線程中殺死另一個線程。使用這個函數殺死一個線程需要分兩步：

這其實和七步斷腸散、含笑半步癲的功效是一樣的，吃了毒藥不動或者不笑也沒啥事兒

在下面的示例代碼中，主線程調用線程取消函數，只要在子線程中進行了系統調用，當子線程執行到這個位置就掛掉了。

關於系統調用有兩種方式：

在 Linux 中線程 ID 本質就是一個無符號長整形，因此可以直接使用比較操作符比較兩個線程的 ID，但是線程庫是可以跨平台使用的，在某些平台上pthread_t可能不是一個單純的整形，這中情況下比較兩個線程的 ID 必須要使用比較函數，函數原型如下：

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