1.線程建立與使用

? ? ? ? ? 創(chuàng)建線程

? ? ? ? ? 初始線程

? ? ? ? ? 線程分離

2.線程生命周期

? ? ? ? ? 就緒態(tài)

? ? ? ? ? 被阻塞

? ? ? ? ? 線程終止

? ? ? ? ?線程回收

1.線程建立與使用

創(chuàng)建線程

1,通過pthread_create()函數(shù)創(chuàng)建線程；

? ? ?1）向該函數(shù)傳遞線程函數(shù)地址和線程函數(shù)參數(shù)；

? ? 2 ）線程函數(shù)只有一個(gè)void*參數(shù)；

? ? ?3）該函數(shù)返回pthread_t類型的線程ID；

2，一般調(diào)用該函數(shù)創(chuàng)建線程，然后調(diào)用pthread_join()函數(shù)等待線程結(jié)束；

3，在當(dāng)前線程從函數(shù)pthread_create()中返回以及新線程被調(diào)度執(zhí)行之間不存在同步關(guān)系；

? ? ?1）新線程可能在當(dāng)前線程從pthread_create()返回值前就運(yùn)行了；

? ? ?2）或在當(dāng)前線程從pthread_create()返回之前，新線程就可能已經(jīng)運(yùn)行完畢了；

pthread_join()

? ? ? ? ? 阻塞其調(diào)用者直到指定線程終止，然后可以選擇地保存線程的返回值；

? ? ? ? ? 當(dāng)pthread_join()調(diào)用返回時(shí)，被連接線程就已經(jīng)被分離(detached)，再也不能連接該線程了；

? ? ? ? ? 如果連接(joining)線程不關(guān)心返回值，或者它知道被連接(joined)的線程根本不返回任何值，則可向pthread_join()的&retval參數(shù)傳遞NULL，此時(shí)，被連接線程的返回值將被忽略；

如何使用可參考pthread_create()、pthread_join()手冊(cè)；

初始線程

? ? ? ? C程序運(yùn)行時(shí)，首先運(yùn)行main()函數(shù)，main()函數(shù)所在線程稱為初始線程或主線程；

? ? ? ? 初始線程可調(diào)用pthread_self()獲得其ID，也可調(diào)用pthread_exit()來終止自己；

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?從main()返回將導(dǎo)致進(jìn)程終止，也將使進(jìn)程內(nèi)所用線程終止；

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?在main()中調(diào)用pthread_exit()，這樣進(jìn)程就必須等待所有線程結(jié)束后才能終止；

? ? ? ? ? 若初始線程將其ID保存在一個(gè)其他線程可以訪問的空間，則其他線程就可以等待初始線程的終止或者分離初始線程；

線程分離

? ? ? ? ?分離一個(gè)正在運(yùn)行的線程不會(huì)對(duì)線程帶來任何影響，僅僅是通知系統(tǒng)當(dāng)該線程結(jié)束時(shí)，其所屬資源可以被回收；

? ? ? ? ?分離線程意味著通知系統(tǒng)不再需要此線程，允許系統(tǒng)將分配給它的資源回收；

? ? ? ? ? 一個(gè)沒有被分離的線程終止時(shí)會(huì)保留其虛擬內(nèi)存，包括堆棧和其他系統(tǒng)資源。

2.線程生命周期

在任意時(shí)刻，線程處于下表的四個(gè)基本狀態(tài)之一。

線程狀態(tài)轉(zhuǎn)換如下圖。

說明

? ? ? ? ?線程開始處于就緒狀態(tài)；

? ? ? ? ?當(dāng)線程運(yùn)行時(shí)，它調(diào)用特定的起始函數(shù)；

? ? ? ? ?它可能被其他線程搶占，或者因等待外來事情而阻塞自己；

? ? ? ? ? 最終線程完成工作，或者從起始函數(shù)返回，或者調(diào)用pthread_exit函數(shù)，即進(jìn)入終止?fàn)顟B(tài)；

? ? ? ? ? 如果線程已被分離，則它立刻被回收重用；否則，線程停留在終止?fàn)顟B(tài)直到被分離或被連接；

就緒態(tài)

? ? ? ? ?線程剛被創(chuàng)建時(shí)；

? ? ? ? ?線程被解除阻塞再次可以運(yùn)行時(shí)；

? ? ? ? ?運(yùn)行線程被搶占時(shí)，如時(shí)間片到；

被阻塞

? ? ? ? ?試圖加鎖一個(gè)已經(jīng)被鎖住的互斥量；

? ? ? ? ?等待某個(gè)條件變量；

? ? ? ? ?調(diào)用singwait等待信號(hào)；

? ? ? ? ?執(zhí)行無法立即完成的IO操作；

? ? ? ? ?內(nèi)存頁錯(cuò)誤之類的系統(tǒng)操作；

初始線程(main()函數(shù)所在線程)與普通線程區(qū)別

? ? ? ? 1）初始線程的啟動(dòng)函數(shù)main()是從程序外部調(diào)用的；如crt0.o文件復(fù)制初始化進(jìn)程并調(diào)用main()函數(shù)；而普通線程的啟動(dòng)函數(shù)及其運(yùn)行參數(shù)均由pthread_create()函數(shù)創(chuàng)建線程時(shí)傳入，且由CPU調(diào)度的；

? ? ? ? ?2）main()函數(shù)的參數(shù)是argc和argv；普通線程的參數(shù)是void*，且由pthread_create()函數(shù)傳入；

? ? ? ? ?3）若普通線程從啟動(dòng)函數(shù)中返回，則線程終止，而其他線程依然可以運(yùn)行；但初始線程從main()返回時(shí)，進(jìn)程終止，進(jìn)程內(nèi)所有線程也被終止；

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?若希望在初始線程終止時(shí)，進(jìn)程中的其他線程繼續(xù)執(zhí)行，則需要在初始線程調(diào)中調(diào)用pthread_exit()而非從main()返回；

? ? ? ? ? 4）大多數(shù)系統(tǒng)，初始線程運(yùn)行在默認(rèn)進(jìn)程堆棧上，該堆?？梢栽鲩L(zhǎng)到足夠尺寸；而某些實(shí)現(xiàn)中，普通線程的堆?？臻g是受限的；

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?如果線程堆棧溢出，則程序會(huì)出現(xiàn)段錯(cuò)誤；

線程睡眠原因

? ? ? ? ?被阻塞，需要的某個(gè)資源不可用；

? ? ? ? ?被搶占，即系統(tǒng)將處理器分配給其他線程；

pthread_join()的詳細(xì)解釋

? ? ? ?用來等待一個(gè)線程的結(jié)束；

? ? ? ? ? ? ? ? ? 是一個(gè)線程阻塞函數(shù)，調(diào)用它的函數(shù)將一直等待到被等待的線程結(jié)束為止；

? ? ? ? ? ? ? ? ? 如，主線程調(diào)用pthread_join()等待它創(chuàng)建的線程運(yùn)行結(jié)束，即主線程調(diào)用該函數(shù)后會(huì)被阻塞；

? ? ? ? ? ? ? ? ? 當(dāng)函數(shù)返回時(shí)，被等待的線程的資源被回收；

? ? ? ? ?若此時(shí)新線程沒有運(yùn)行，則它將在主線程被阻塞后從就緒態(tài)進(jìn)入運(yùn)行態(tài)；當(dāng)新線程運(yùn)行完畢并返回時(shí)，主線程才會(huì)被解除阻塞，返回就緒態(tài)；當(dāng)處理器可用時(shí)，主線程或立即執(zhí)行或等到創(chuàng)建的線程終止后重新運(yùn)行直到結(jié)束；

線程終止

? ? ? ? 一般地，線程從啟動(dòng)函數(shù)返回來終止自己；

? ? ? ? ?當(dāng)調(diào)用pthread_exit()退出線程或者調(diào)用pthread_cancel()取消線程時(shí)，線程在調(diào)用每個(gè)清理過程后也進(jìn)入終止?fàn)顟B(tài)；

? ? ? ? ?清理過程又線程通過pthread_cleanup_push()注冊(cè)，且尚未通過pthread_cleanup_poo()刪除；

Linux系統(tǒng)僵尸線程

? ? ? ? ?如果線程已經(jīng)被分離，則會(huì)被回收；否則，線程處于終止?fàn)顟B(tài)，仍然可以被其他線程調(diào)用pthread_join()連接；

? ? ? ? ?這種線程被稱為僵尸線程，像Unix系統(tǒng)中的進(jìn)程已經(jīng)結(jié)束但還沒有被一個(gè)wait/waitpid調(diào)用回收一樣，即使已經(jīng)死了但還存在；

? ? ? ? ?僵尸線程可能會(huì)保留其運(yùn)行時(shí)的大部分甚至所有資源，因此不應(yīng)該讓線程長(zhǎng)時(shí)間處于這種狀態(tài)；當(dāng)創(chuàng)建不需要連接的線程時(shí)，應(yīng)該使用detachstate屬性建立線程使其自動(dòng)分離；

線程回收

? ? ? ? ?如果使用detachstate屬性(即設(shè)置屬性為PTHREAD_CREATE_DETACH)建立線程，或者調(diào)用pthread_detach()分離線程，則當(dāng)線程結(jié)束時(shí)將被立刻回收；

? ? ? ? ?如果終止線程沒有被分離，則它將一直處于終止?fàn)顟B(tài)直到被分離(通過pthread_detach)或者被連接(通過pthread_join)；

? ? ? ? ?線程一旦被分離，就不能再訪問它；

? ? ? ? ?回收將釋放所有在線程終止時(shí)未釋放的系統(tǒng)和進(jìn)程資源，包括

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?保存線程返回值的內(nèi)存空間、堆棧；

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 保存寄存器狀態(tài)的內(nèi)存空間；

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 實(shí)際上線程終止時(shí)上述資源就不能被訪問了；

? ? ? ? ? ?一旦線程被回收，線程ID就無效了，不能再連接、取消或者執(zhí)行其他任何操作；

? ? ? ? ? ?終止線程ID可能被分給新線程；