Posix线程创建与同步详解：从API到实践

本文是一份详尽的Posix线程编程指南，主要讲解了在Linux系统中使用Posix线程库进行编程的关键要素，包括线程的创建、取消、私有数据管理和同步机制。首先，我们深入理解线程与进程的区别：线程是轻量级的执行单元，共享同一进程的资源，拥有独立的栈空间和执行序列，用于提升程序并发性。相比进程，线程更易于实现并行执行，但在资源管理和隔离方面不如进程。 在创建线程方面，Posix提供pthread_create()函数作为核心API。这个函数接收四个参数：指向线程标识符的指针、线程属性结构、线程启动函数以及该函数的参数。不同于fork()创建进程，线程创建后会独立运行start_routine(arg)，而非跟随主线程的执行顺序。 接下来，文章详细介绍了线程的取消，包括其定义、语义、取消点以及在程序设计中的考虑。这里涉及到了如何通过pthread_cancel()函数取消线程，并讨论了线程取消时的同步问题和相关函数，如pthread_cancel_callback()。 私有数据是每个线程独有的，它允许线程存储和操作特定的数据。文章讲述了如何通过pthread_key_create()和pthread_setspecific()来创建和管理这些数据，以及如何安全地访问和注销这些私有数据。 线程同步则是保证多个线程正确协作的关键，文章涵盖了互斥锁（通过pthread_mutex_init()等函数创建和操作）、条件变量（通过pthread_cond_init()控制线程等待和唤醒）、信号灯（用于线程间的通信）以及异步信号处理。此外，还探讨了其他同步方法和线程终止时的清理以及终止同步的处理方式。 最后，文章补充了一些实用技巧，例如如何获取当前线程的ID，检查两个线程是否属于同一个，以及如何确保某些操作只被执行一次。总结来说，这份指南为读者提供了全面的Posix线程编程知识，有助于理解和实践高效的并发编程。