Linux多线程编程入门：创建与管理

"Linux Multiply thread programming（多线程编程初步）" 在Linux环境下，多线程编程是一种有效的利用系统资源并实现并发执行任务的方法。多线程允许在一个进程中同时执行多个独立的执行流，每个流称为一个线程。线程与进程相似，都能被操作系统调度并发运行，但相比进程，线程的创建、销毁以及切换开销更小，这使得多线程成为处理并发任务和提高程序性能的理想选择。 线程的优点在于： 1. **并发执行**：在需要同时进行多个任务时，如监控两个不同的FIFO（先进先出队列），多线程编程可以更好地模拟并行执行，简化程序设计。 2. **资源共享**：线程之间可以共享同一进程中的内存空间，包括全局变量，这简化了不同任务之间的通信。 3. **更低的开销**：与创建和销毁进程相比，线程的上下文切换开销较小，因此在处理大量短生命周期的任务时更为高效。 在Linux下，使用C语言进行多线程编程主要依赖于POSIX线程库（pthread）。创建线程的基本步骤如下： 1. **线程创建**：通过`pthread_create()`函数创建新线程。函数原型为`int pthread_create(pthread_t *thread, pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine) (void *), void *arg)`。其中，`thread`是一个指向新创建线程ID的指针，`attr`是线程属性（可选），`start_routine`是新线程将要执行的函数，`arg`是传递给该函数的参数。例如： ```c pthread_t thrd1; void task1(int* counter); int g1 = 0; pthread_create(&thrd1, NULL, (void*)task1, (void*)&g1); ``` 2. **线程执行与结束**：线程执行的函数（在这里是`task1`）通常会以`return`语句结束，这会导致线程退出。也可以调用`pthread_exit()`函数来明确地结束线程，并提供一个返回值。 3. **线程同步**：当需要等待某个线程完成其任务时，可以使用`pthread_join()`函数。它会阻塞调用线程直到指定的线程结束。例如： ```c pthread_join(thrd1, NULL); ``` 4. **线程取消**：可以使用`pthread_cancel()`函数来请求取消一个线程。不过，线程可能不会立即停止，而是会在下一个取消点停止。线程可以通过设置取消状态（如`pthread_setcancelstate()`）和取消点（如`pthread_cleanup_push()`和`pthread_cleanup_pop()`)来控制其取消行为。 5. **线程安全**：多线程编程需要注意线程安全问题，比如竞态条件、死锁等。为了防止这些问题，可以使用互斥锁（`pthread_mutex_t`）、条件变量（`pthread_cond_t`）等同步机制。 6. **线程属性**：通过`pthread_attr_t`结构体可以设置线程的属性，如栈大小、调度策略等。这些属性可以在创建线程时通过`pthread_create()`的第二个参数设置。 在实际编程中，理解并熟练掌握线程的创建、管理、同步和通信是至关重要的，这有助于编写出高效、稳定且健壮的多线程应用程序。同时，良好的编程实践，如限制共享资源的访问、避免数据竞争，也是保证多线程程序正确性的关键。