08--Linux系统编程-线程.docx

线程概念什么是线程LWP：light weight process 轻量级的进程，本质仍是进程(在Linux环境下)进程：独立地址空间，拥有PCB线程：也有PCB，但没有独立的地址空间(共享)区别：在于是否共享地址空间。独居(进程)；合租(线程)。Linux下：线程：最小的执行单位进程：最小分配资源单位，可看成是只有一个线程的进程。Linux内核线程实现原理类Unix系统中，早期是没有“线程”概念的，80年代才引入，借助进程机制实现出了线程的概念。因此在这类系统中，进程和线程关系密切。1.轻量级进程(light-weight process)，也有PCB，创建线程使用的底层函数和进程一样，都是clone2.从内核里看进程和线程是一样的，都有各自不同的PCB，但是PCB中指向内存资源的三级页表是相同的3.进程可以蜕变成线程4.线程可看做寄存器和栈的集合5.在linux下，线程最是小的执行单位；进程是最小的分配资源单位察看LWP号：ps –Lf pid 查看指定线程的lwp号。三级映射：进程PCB -- 页目录(可看成数组，首地址位于PCB中) -- 页表 -- 物理页面 -- 内存单元参考：《Linux内核源代码情景分析》 ----毛德操对于进程来说，相同的地址(同一个虚拟地址)在不同的进程中，反复使用而不冲突。原因是他们虽虚拟址一样，但，页目录、页表、物理页面各不相同。相同的虚拟址，映射到不同的物理页面内存单元，最终访问不同的物理页面。但！线程不同！两个线程具有各自独立的PCB，但共享同一个页目录，也就共享同一个页表和物理页面。所以两个PCB共享一个地址空间。实际上，无论是创建进程的fork，还是创建线程的pthread_create，底层实现都是调用同一个内核函数clone。如果复制对方的地址空间，那么就产出一个“进程”；如果共享对方的地址空间，就产生一个“线程”。因此：Linux内核是不区分进程和线程的。只在用户层面上进行区分。所以，线程所有操作函数 pthread_* 是库函数，而非系统调用。线程共享资源1.文件描述符表2.每种信号的处理方式3.当前工作目录4.用户ID和组ID5.内存地址空间 (.text/.data/.bss/heap/共享库)线程非共享资源1.线程id2.处理器现场和栈指针(内核栈)3.独立的栈空间(用户空间栈)4.errno变量5.信号屏蔽字6.调度优先级线程优、缺点优点：1. 提高程序并发性2. 开销小3. 数据通信、共享数据方便缺点：1. 库函数，不稳定2. 调试、编写困难、gdb不支持3. 对信号支持不好优点相对突出，缺点均不是硬伤。Linux下由于实现方法导致进程、线程差别不是很大。线程控制原语pthread_self函数获取线程ID。其作用对应进程中 getpid() 函数。pthread_t pthread_self(void);返回值：成功：0；失败：无！线程ID：pthread_t类型，本质：在Linux下为无符号整数(%lu)，其他系统中可能是结构体实现线程ID是进程内部，识别标志。(两个进程间，线程ID允许相同)注意：不应使用全局变量 pthread_t tid，在子线程中通过pthread_create传出参数来获取线程ID，而应使用pthread_self。pthread_create函数创建一个新线程。其作用，对应进程中fork() 函数。int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine) (void *), void *arg);返回值：成功：0；失败：错误号-----Linux环境下，所有线程特点，失败均直接返回错误号。参数：pthread_t：当前Linux中可理解为：typedef unsigned long int pthread_t;参数1：传出参数，保存系统为我们分配好的线程ID参数2：通常传NULL，表示使用线程默认属性。若想使用具体属性也可以修改该参数。参数3：函数指针，指向线程主函数(线程体)，该函数运行结束，则线程结束。参数4：线程主函数执行期间所使用的参数。在一个线程中调用pthread_create()创建新的线程后，当前线程从pthread_create()返回继续往下执行，而新的线程所执行的代码由我们传给pthread_create的函数指针start_routine决定。start_routine函数接收一个参数，是通过pthread_create的arg参数传递给它的，该参数的类型为void *，这个指针按什么类型解释由调用者自己定义。start_routine的返回值类型也是void *，这个指针的含义同样由调用