Linux下C++线程编程指南：从创建到同步

"Linux环境下C++高质量编程主要关注的是线程管理、同步机制和相关函数的使用，这些都是在多线程编程中至关重要的知识点。 1. **线程创建** - 线程与进程的区别在于，线程是执行的最小单元，它与进程内的其他线程共享内存空间，但有自己的栈空间，保证了独立的执行路径。线程的引入主要是为了提高程序并发性，提升执行效率和响应速度。 - 创建线程是通过POSIX标准的`pthread_create()`函数完成的，该函数需要提供新线程的标识符、线程属性、启动函数以及传递给启动函数的参数。与创建进程的`fork()`函数不同，线程创建后不会复制父线程的执行序列，而是从指定的启动函数开始执行。 2. **线程取消** - 线程取消允许程序在特定时刻中断线程的执行，通常用于处理长时间运行或者不再需要的线程。 - 线程取消的定义涉及到取消点，即线程可能被取消的特定位置。取消点可以通过设置特定函数为可取消状态来实现。 - 设计线程取消时要考虑线程间的同步问题，以防止数据不一致或资源泄露。 - `pthread`库提供了如`pthread_cancel()`等函数来实现线程取消操作。 3. **线程私有数据** - 线程私有数据是每个线程独有的，即使在多线程环境中，每个线程都有自己的数据副本，避免了数据竞争的问题。 - 使用`pthread_key_create()`和`pthread_key_delete()`来创建和注销线程私有数据键，线程可以通过键获取或设置其私有数据。 4. **线程同步** - 线程同步是保证多线程间正确交互的关键，防止数据不一致。 - **互斥锁**：提供独占访问，`pthread_mutex_init()`和`pthread_mutex_destroy()`用于创建和销毁互斥锁，`pthread_mutex_lock()`和`pthread_mutex_unlock()`进行锁定和解锁操作。 - **条件变量**：允许线程等待特定条件满足后再继续执行，`pthread_cond_init()`和`pthread_cond_destroy()`创建和销毁条件变量，`pthread_cond_wait()`和`pthread_cond_signal()`用于等待和唤醒线程。 - **信号灯**：一种更灵活的同步工具，可以控制多个线程的并发访问，包括创建、注销、改变灯的状态和获取灯值。 - **异步信号**：信号是一种异步通信方式，可以打断线程的执行并调用信号处理函数。 - **其他同步方式**：如读写锁、屏障等，都是保证多线程安全协作的重要手段。 5. **线程终止** - 线程可以通过`pthread_exit()`函数或直接`return`结束，线程终止时可能会涉及清理工作，如清理线程局部存储。 - 线程的终止可能需要与其他线程同步，确保数据一致性，并获取线程的返回值。 6. **杂项函数** - 包括获取当前线程ID、判断线程是否相同、确保操作只执行一次等功能，这些函数在多线程编程中经常用于线程管理和服务。 理解并熟练掌握上述知识点，是编写高效、可靠的Linux下C++多线程程序的基础。通过合理使用这些机制，开发者可以构建出能够充分利用系统资源，同时保证程序正确性的并发程序。