Linux Pthread 总结

POSIX线程（POSIX
threads），简称Pthreads，是线程的POSIX标准。该标准定义了创建和操纵线程的一整套API。在类Unix操作系统（Unix、Linux、Mac
OS X等）中，都使用Pthreads作为操作系统的线程。Windows操作系统也有其移植版pthreads-win32。
作用

线程库实行了POSIX线程标准通常称为Pthreads。POSIX线程具有很好的可移植性，使用pthreads编写的代码可运行于Solaris、FreeBSD、Linux 等平台，Windows平台亦有pthreads-win32可供使用[1] 。

Pthreads定义了一套C语言的类型、函数与常量，它以pthread.h头文件和一个线程库实现。

数据类型

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pthread_t：线程ID

pthread_attr_t：线程属性

操纵函数

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pthread_create()：创建一个线程

pthread_exit()：终止当前线程

pthread_cancel()：中断另外一个线程的运行

pthread_join()：阻塞当前的线程，直到另外一个线程运行结束

pthread_attr_init()：初始化线程的属性

pthread_attr_setdetachstate()：设置脱离状态的属性（决定这个线程在终止时是否可以被结合）

pthread_attr_getdetachstate()：获取脱离状态的属性

pthread_attr_destroy()：删除线程的属性

pthread_kill()：向线程发送一个信号

同步函数

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用于 mutex 和条件变量

pthread_mutex_init() 初始化互斥锁

pthread_mutex_destroy() 删除互斥锁

pthread_mutex_lock()：占有互斥锁（阻塞操作）

pthread_mutex_trylock()：试图占有互斥锁（不阻塞操作）。即，当互斥锁空闲时，将占有该锁；否则，立即返回。

pthread_mutex_unlock(): 释放互斥锁

pthread_cond_init()：初始化条件变量

pthread_cond_destroy()：销毁条件变量

pthread_cond_signal(): 唤醒第一个调用pthread_cond_wait()而进入睡眠的线程

pthread_cond_wait(): 等待条件变量的特殊条件发生

Thread-local storage（或者以Pthreads术语，称作线程特有数据）：

pthread_key_create(): 分配用于标识进程中线程特定数据的键

pthread_setspecific(): 为指定线程特定数据键设置线程特定绑定

pthread_getspecific(): 获取调用线程的键绑定，并将该绑定存储在 value 指向的位置中

pthread_key_delete(): 销毁现有线程特定数据键

pthread_attr_getschedparam();获取线程优先级

pthread_attr_setschedparam();设置线程优先级

工具函数

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pthread_equal(): 对两个线程的线程标识号进行比较

pthread_detach(): 分离线程

pthread_self(): 查询线程自身线程标识号

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1.线程特点
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2.pthread创建
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3.pthread终止
- 4.mutex互斥量使用框架
- 5.cond条件变量
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1. 线程特点

线程拥有自己独立的栈、调度优先级和策略、信号屏蔽字（创建时继承）、errno变量以及线程私有数据。进程的其他地址空间均被所有线程所共享，因此线程可以访问程序的全局变量和堆中分配的数据，并通过同步机制保证对数据访问的一致性。

2. pthread创建

pthread有一个线程ID，类型为pthread_t，在使用printf打印时，应转换为u类型。

pthread_equal可用于比较两个id是否相等；pthread_self用于获取当前线程的ID。

pthread_create用于创建新的线程，可以给线程传入一个void *类型的参数，例如一个结构体指针或者一个数值。

系统并不能保证哪个线程会现运行：新创建的线程还是调用线程。

3. pthread终止

a) 从线程函数中返回

b) 被同一进程中的其他线程取消

c) 线程调用pthread_exit

注意，线程的返回值需要转换为void *类型。

pthread_exit(void *ret)

pthread_join(pthread_t id, void **ret)

ret均可设置为NULL

4. mutex 互斥量使用框架

pthread_mutex_t lock;

pthread_mutex_init 或者 PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER（仅可用在静态变量）

pthread_mutex_lock / pthread_mutex_unlock / pthread_mutex_trylock

pthread_mutex_destroy

5. cond 条件变量

pthread_cond_t qready;

pthread_mutex_t qlock;

pthread_mutex_init 或者 PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER

pthread_cond_init 或者 PTHREAD_COND_INITIALIZER

pthread_mutex_lock(&qlock...)

pthread_cond_wait(&qready, &qlock...) / pthread_cond_timewait

pthread_mutex_unlock(&qlock)

pthread_cond_destroy

//唤醒条件变量

pthread_cond_signal

pthread_cond_broadcast

条件变量是pthread中比较难以理解的一点，主要会产生以下疑惑：

Q1. 假如在调用pthread_{cond_wait | cond_timedwait}之前就调用pthread_cond_{signal | broadcast}会发生什么？

Q2. pthread_cond_{cond_wait | cond_timewait}为什么需要一个已经锁住的mutex作为变量？

Q3. pthread_cond_{signal | broadcast}使用之前必须获取wait中对应的mutex吗？

Q4. 假如pthread_cond_{signal | broadcast}必须获取mutex，那么下列两种形式，哪种正确？为什么？

1)

lock(lock_for_X);

change(X);

unlock(lock_for_X);

pthread_cond_{signal | broadcast};

2)

lock(lock_for_X);
change(X);
pthread_cond_{signal | broadcast};

unlock(lock_for_X);