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当前章节：线程
原文链接：线程
目录：Linux程序设计

线程

介绍

线程是进程中的执行单元。它们与父进程共享相同的内存空间和资源。
在操作系统中，进程是资源分配的最小单位，而线程是处理器调度的最小单位，进程内的所有线程的资源是共享的，当进程阻塞时，所有线程都阻塞

线程允许在同一进程中有多个执行路径。他们共享：

• 代码部分
• 数据部分（全局变量）
• 打开文件
• 信号处理器
• 当前工作目录
  每个线程都有自己的：
• 堆栈
• 寄存器
• 线程ID
• 每线程信号掩码

创建线程

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

• thread是指向新线程ID的指针
• attr是线程属性（可以为NULL）
• start_routine是新线程将运行的函数
• arg是指向传递给线程函数的参数的指针

void *thread_func(void *arg) {
printf(“Thread with argument %d\n”, (int)arg);
}

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int main() {
    pthread_t t1, t2;
    int x = 1;
    int y = 2;
    
    pthread_create(&t1, NULL, thread_func, &x);
    pthread_create(&t2, NULL, thread_func, &y);
    
    pthread_join(t1, NULL);
    pthread_join(t2, NULL);
}

线程同步

在Linux中，有几种使用互斥和条件变量进行线程同步的主要方法：

1. 互斥-保护代码的关键部分不被多个线程同时执行。操作包括：

• pthread_mutex_init（）-初始化互斥对象
• pthread_mutex_lock（）-锁定互斥对象
• pthread_mutex_unlock（）-解锁互斥对象
• pthread_mutex_destroy（）-销毁互斥对象

1. 条件变量-允许线程阻塞，直到满足条件为止。操作包括：

• pthread_cond_init（）-初始化条件变量
• pthread_cond_wait（）-等待条件变量
• pthread_cond_signal（）-发出等待线程的信号
• pthread_cond_broadcast（）-向所有等待的线程发送信号
• pthread_cond_destroy（）-销毁条件变量

1. 信号量-用于提供线程同步和线程通信的机制。操作包括：
   sem_t sem

• int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);-初始化信号量
• sem_wait（）-减少信号量值，如果达到0则阻塞
• sem_post（）-增加信号量值，取消阻塞线程
• sem_getvalue(&sem,&value) 获取sem值
• sem_destroy（）-销毁信号量

1. 读写锁-允许多个线程同时读取共享资源，但一次只能有一个线程写入该资源。操作包括：

• pthread_rwlock_init（）-初始化读写锁
• pthread_rwlock_rdlock（）-获取读锁
• pthread_rwlock_wrlock（）-获取写锁
• pthread_rwlock_unlock（）-释放锁
• pthread_rwlock_destroy（）-销毁读写锁

1. Spinlocks-线程在等待获取锁的同时简单地旋转（连续循环）的锁。当锁只持有很短的一段时间时使用。操作包括：

• pthread_spin_init（）-初始化自旋锁
• pthread_spin_lock（）-获取自旋锁
• pthread_spin_unlock（）-释放自旋锁
• pthread_spin_destroy（）-销毁自旋锁

semaphores

semaphore.h提供的信号量方法只支持同一程序下实现多线程或多进程的控制，
不支持子进程、或不相关的进程之间进行通信。