Unix/Linux核心编程：线程清理示例

"这篇文档是关于Linux核心编程中的线程清理示例，涵盖了Unix/Linux操作系统的历史、主要派生版本以及Linux的基本概念。" 在Linux核心编程中，线程的管理和清理是一个重要的环节，特别是在多线程编程中。线程清理涉及到资源的释放、同步问题以及避免内存泄漏等关键问题。在Unix/Linux环境中，线程是操作系统调度的基本单位，允许程序并发执行多个任务。 1. **线程创建与销毁** 在C语言中，我们可以使用`pthread_create()`函数创建新的线程，传入线程函数和参数。每个线程都有自己的调用栈和程序计数器，可以独立执行。当线程完成其任务或被显式终止时，需要使用`pthread_join()`来等待线程结束并回收资源，或者使用`pthread_detach()`让线程在结束时自动清理。 2. **线程局部存储（TLS）** 在多线程程序中，有时需要存储线程特有的数据。线程局部存储（TLS）提供了一种机制，使得每个线程都可以访问自己的数据副本，而不会影响其他线程。在C中，可以使用`pthread_key_create()`创建TLS键，然后使用`pthread_getspecific()`和`pthread_setspecific()`进行数据存取。 3. **资源管理** 线程可能分配了内存、文件描述符等资源。在线程结束时，必须确保这些资源被正确释放。通常在主线程中，通过`pthread_join()`等待线程结束后，可以确保在退出前执行清理工作。如果线程被detach，则可以在线程函数中使用`atexit()`或`pthread_cleanup_push()`/`pthread_cleanup_pop()`注册清理函数。 4. **信号处理** 在多线程环境下，信号的处理需要特别注意，因为信号可能会中断正在执行的线程。可以使用`sigaction()`函数设定信号处理器，并通过`sigwaitinfo()`或`pthread_sigmask()`来控制信号在多线程环境中的行为。 5. **线程同步** 为了防止数据竞争和死锁，线程间需要同步。Linux提供了多种同步机制，如互斥锁`pthread_mutex_t`、条件变量`pthread_cond_t`、读写锁`pthread_rwlock_t`等。正确使用这些同步原语是避免未定义行为的关键。 6. **内存管理** 在多线程环境下，内存管理需要特别小心，避免内存泄漏。线程应使用`malloc()`/`free()`或`calloc()`/`realloc()`等内存分配函数，并确保在不再使用时释放内存。同时，注意避免静态全局变量在多线程间的共享，除非已经采取适当的同步措施。 7. **文件I/O** 文件描述符在多线程中是全局的，所以如果多个线程同时操作同一文件，需要使用锁来确保一致性。可以使用`flock()`或`fcntl()`的锁机制来实现。 8. **进程间通信（IPC）** 虽然线程在同一进程中，但了解进程间通信（如管道、消息队列、共享内存、信号量等）有助于理解线程如何与其他进程交互，尤其是在需要更大粒度同步的情况下。 Linux作为一个类Unix系统，其内核设计和API深受Unix哲学的影响，提供了丰富的多线程编程接口。理解和掌握这些概念和实践是成为高效Linux程序员的关键步骤。通过学习和实践，可以创建高效、稳定、线程安全的程序。