1.Linux线程的发展

早在LINUX2.2内核中。并不存在真正意义上的线程，当时Linux中常用的线程pthread实际上是通过进程来模拟的，也就是同过fork来创建“轻”进程，并且这种轻进程的线程也有个数的限制：最多只能有4096和此类线程同时运行。

2.4内核消除了个数上的限制，并且允许在系统运行中动态的调整进程数的上限，当时采用的是Linux Thread 线程库，它对应的线程模型是“一对一”，而线程的管理是在内核为的函数库中实现，这种线程得到了广泛的应用。但是它不与POSIX兼容。另外还有许多诸如信号处理，进程ID等方面的问题没有完全解决。

相似新的2.6内核中，进程调度通过重新的编写，删除了以前版本中的效率不高的算法，内核框架页也被重新编写。开始使用NPTL(Native POSIX Thread Library)线程库，这个线程库有以下几个目标： POSIX兼容，都处理结果和应用，底启动开销，低链接开销，与Linux Thread应用的二进制兼容，软硬件的可扩展能力，与C++集成等。 这一切是2.6的内核多线程机制更加完备。


2.Linux 线程的实现

Linux线程的基本操作

这里主要讲的线程以及相关操作都是用户空间的线程操作，在Linux中，一般pthread线程库是一套通用的线程库，是由POSIX提出的，因此具有很好的可移植性。

2.1 线程的创建： 创建线程通常使用的函数是pthread_create.

2.2 线程的退出:

1) 在线程创建以后，就开始运行相关的线程函数，在该函数运行完之后，该线程也就退出了。这是线程退出的一种方法: 运行完毕，自动退出;

2) 调用pthread_exit函数主动退出;

3) 进程终止函数exit函数，一旦结束了进程，那么此进程中所有线程都将无条件终止。

一个注意点：在默认线程属性下，如果一个进程有很多线程在同时运行，一个线程在退出以后，当前线程所占用的资源并不会随着线程的终止而得到释放。因为所有处在一个进程中的线程共享资源。

线程中还有一个常用函数：pthread_join函数可以用于将当前线程挂起，等待其他线程结束。实际上，这个函数是就是一个线程阻塞函数，调用它的函数将一直等待到被等待的线程结束为止。当函数返回时，被等待线程的资源就被回收。

pthread_create 函数：

所需文件头：

#include <pthread.h>

函数原型：

int pthread_create((pthread_t*thread,pthread_attr_r*attr,void*(*start_routine)

(void*),void *arg))

函数传入值：

thread:线程标识符

attr: 线程属性设置 null表示采用默认

start_roitine : 线程函数的启示地址

arg :传递给start_routine的参数

函数返回值：

成功：0

出错：-1

pthread_exit函数

所需文件头：

#include <pthread.h>

函数原型：

Void pthread_exit(void *retval)

函数传入值：

retval：调用者线程的返回值，可由其他函数如pthread_join来检索获取。

pthread_join函数

所需文件头：

#include <pthread.h>

函数原型：

int pthread_join ((pthread_t th,void **thread_return))

函数传入值：

th: 等待线程的标识符

thread_return:用户定义的指针，用来存储被等待线程的返回值（不为NULL时）

函数返回值：

成功：0

出错：-1


取消一个线程




有时候，我们想让一个线程 能够请求另外一个线程结束，就像给它发送一个信号似的。用线程程是可以完成这一操作的，而与单处理经，线程在被要求结束执行的时候还有一种改变其行为的办法。

我们来看看要求一个线程结束执行的函数

所需文件头：

#include <pthread.h>

函数原型：

int pthread_cancel(pthread_t thread);

函数传入值：

thread:线程的标识符

函数返回值：

成功：0

出错：-1

这个定义很明白，给定一个线程标识符，我们就能要求取消它。但在取消线形程请求的接收端，事情会稍微复杂一些，好在也不是太复杂。线形程可以用pthread_setcancelstate设置自己的取消状态，下面是这个函数的定义：

所需文件头：

#include <pthrea.h>

函数原型：

int pthread_setcancelstate(int state,int *oldstate);

函数传入值：

state:可以是PTHREAD_CANCEL_ENABLE，这个值允许线程接收取消请求；还可以是PTHREAD_CANCEL_DISABLE,它的作用是屏幕它们。

线程以前的取消状态可以用oldstate指针检索出来。如果没兴趣可以传一个NULL进去。

函数返回值：

成功：0

出错：-1

如果取消请求被接受了，线程会进入第二个控制层次----用pthread_setcanceltype设置取消类型。

所需文件头：

#include <pthrea.h>

函数原型：

int pthread_setcanceltype(int type,int *oldstate);

函数传入值：

type:可以有两种取值，一个是PTHREAD_CANCEL_ASYNCHORONOUS，接收到取消请求之后立刻采取行动；另一个是PTHREAD_CANCEL_DEFERRED，在接收到取消请求之后、采取实际行动之前，先执行以下几个函数之一：pthread_join、pthread_cond_wait、pthread_cond_timewait、pthread_testcancel、sem_wait或sigwait。

函数返回值：

成功：0

出错：-1

稍微注意一点就是在android-ndk-r3 里是不支持int pthread_cancel(pthread_t thread); 所以想强制退出线程似乎没有更好的办法。

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linux多线程pthread的函数声明在<pthread.h>中，因此在使用该函数时，需要把该头文件引入。


线程的创建

1、创建

int pthread_create( pthread_t *restrict tidp, const pthread_attr_t *restrict attr, void *(* func) (void *), void *restrict arg );

attr: 线程属性包括：优先级、初始栈大小，是否应该成为一个守护线程。

缺省设置，NULL

tidp是要创建的线程，创建成功后tipd为先线程的id

void *(* func) (void *)是一个函数指针，该函数指针的类型为void* (*)(void *)

是一个参数为void *，返回值也为void *的函数类型。它的一个简单的例子如下

void *thread_handler(void *arg)

{

return NULL;

}

void *restrict arg

中的arg是void *(* func) (void *)函数指针的参数。

补充：函数声明中多次出现了restrict，其实这是用于CPU对函数的优化使用的，restrict的使用，由程序员保证使用restrict标志的参数间不会有内存重叠。


获取线程自身的id

pthread_t pthread_self(void);


等待给定线程终止

int pthread_join( pthread_t tid, void **status);

statues返回等待线程的返回值

单个线程有三种退出方式

1.线程从启动例程中返回(return方式)，返回值是现成的退出码

2.线程被同一进程内的其他线程取消

3.线程调用pthread_exit退出。void pthread_exit(void *rval_ptr)


线程清理处理程序

void pthread_clean_push(void (*rtn)(void *),void *arg)

void pthread_clean_pop(iny excute)

清理函数rtn的调用顺序是由pthread_clean_push函数安排的。

它在下列几种情况下执行:

1.调用pthread_exit时

2.响应取消请求时

3.用非零execute参数调用pthread_clean_pop时

如果execute参数为0，清理函数将不被调用。无论何种情况，pthread_clean_pop都将删除上次pthread_clean_push建立的清理处理程序。

如果线程使用return从例程返回，那么pthread_clean_push建立的清理处理程序不会被执行。


linux thread与fork的对比

进程原语 线程原语 描述
fork pthread_create 创建新的控制流
exit pthread_exit 从现有的控制流退出
waitpid pthread_join 从控制流中得到退出状态
atexit pthread_clean_push 注册在退出控制流时执行的函数
getpid pthread_self 获得控制流ID
abort pthread_cancel 请求控制流的非正常退出

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