1、線程的概念 和 基礎(chǔ)知識(shí)

1.1 什么是線程

線程可看作輕量級(jí)進(jìn)程（light weight process），Linux的線程本質(zhì)仍然是進(jìn)程。Linux先有進(jìn)程后有線程，當(dāng)創(chuàng)建了一個(gè)進(jìn)程時(shí)，系統(tǒng)給他分配一段4G的虛擬內(nèi)存，并在其內(nèi)生成進(jìn)程的PCB，當(dāng)他調(diào)用相關(guān)函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)線程時(shí)，會(huì)為新的線程生成一個(gè)PCB也存放在當(dāng)前的4G虛擬內(nèi)存中，而原來(lái)的進(jìn)程也淪為一個(gè)線程。

所以，進(jìn)程和線程的區(qū)別是：是否共享地址空間。 進(jìn)程總是獨(dú)享4G的虛擬內(nèi)存，而多個(gè)線程共享一段4G的空間。

線程是CPU調(diào)度的最小單位，也是CPU分配時(shí)間片的單位，所以，線程越多的應(yīng)用程序獲得CPU的概率也就越大，所以使用多線程能夠提高程序的執(zhí)行效率。而進(jìn)程可看作只有一個(gè)線程的進(jìn)程，所以單進(jìn)程應(yīng)用程序 與 多線程應(yīng)用程序爭(zhēng)奪CPU時(shí)并不占優(yōu)勢(shì)。

進(jìn)程是資源分配的最小單位。 一個(gè)進(jìn)程獨(dú)占4G的虛擬內(nèi)存，而同意進(jìn)程創(chuàng)建的多個(gè)線程共同使用同一片4G的空間。

1.2 進(jìn)程 和 線程的關(guān)系

類UNIX系統(tǒng)中，進(jìn)程和線程關(guān)系密切。

創(chuàng)建線程使用的底層系統(tǒng)調(diào)用和進(jìn)程一樣，都是clone()，只不過(guò)創(chuàng)建進(jìn)程時(shí)需要新找一片4G空間，并從原來(lái)的4G空間拷貝大部分?jǐn)?shù)據(jù)，而創(chuàng)建線程則不需要額外開辟地址空間。一個(gè)進(jìn)程創(chuàng)建線程之后就蛻變?yōu)榫€程。

進(jìn)程和（進(jìn)程創(chuàng)建的）線程都有各自的PCB，但PCB中指向內(nèi)存資源的三級(jí)頁(yè)表（虛擬地址到物理地址的映射）是相同的。

1.3 線程共享的資源

① 文件描述符表
② 信號(hào)的處理方式
③ 當(dāng)前工作目錄
④ 用戶ID 和 組ID
⑤ 全局變量
⑥ 虛擬內(nèi)存地址空間：.text/.data/.bss/.heap/共享庫(kù)（其實(shí)就是共享0-3G的空間，除了?？臻g 和 errno變量）

1.4 線程非共享資源

① 線程ID
② 處理器現(xiàn)場(chǎng)和棧指針（內(nèi)核?？臻g）
③ 獨(dú)立的?？臻g（用戶?？臻g）
④ errno變量
⑤ 信號(hào)屏蔽字
⑥ 線程的調(diào)度優(yōu)先級(jí)

1.5 線程的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：
① 提高程序并發(fā)性
② 開銷小
③ 數(shù)據(jù)通信、共享數(shù)據(jù)方便（不同線程可以使用全局變量）
缺點(diǎn)：
① 線程使用第三方庫(kù)函數(shù)，不穩(wěn)定
② 代碼不好調(diào)試，沒(méi)法用gdb調(diào)試
③ 對(duì)信號(hào)的支持不好

2、線程控制原語(yǔ)

2.1 pthread_self

#inlcude<pthread.h> pthread_t pthread_self(void); pthread_t 是 unsigned long 類型，打印的時(shí)候要用 %lu

此調(diào)用永遠(yuǎn)不會(huì)失敗，返回調(diào)用的線程ID。線程ID用于在進(jìn)程中區(qū)分不同線程。

2.2 pthread_create

#include<pthread.h> int pthread_create(pthread_t* thread, const pthread_attr_t* attr, void* (*start_routine)(void*), void* arg);

該函數(shù)用于創(chuàng)建一個(gè)線程，thread是傳出參數(shù)，傳出線程ID。第二個(gè)參數(shù)用于指定線程屬性，傳入NULL表示使用默認(rèn)屬性。

第三個(gè)參數(shù)是個(gè)函數(shù)指針，是線程的主控函數(shù)，第四個(gè)參數(shù)是該函數(shù)的參數(shù)。第四個(gè)參數(shù)要強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成泛型（void*）然后進(jìn)行值傳遞即可，不能傳遞地址。因?yàn)樽泳€程有自己的虛擬?？臻g用于存放函數(shù)中的局部變量，如果去訪問(wèn)原來(lái)進(jìn)程的地址空間，地址中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可能已經(jīng)變了。

pthread_create成功返回0，失敗直接返回錯(cuò)誤號(hào)，而不是-1。
注意：創(chuàng)建線程之后，有可能創(chuàng)建它的進(jìn)程先退出了，那么；進(jìn)程的存儲(chǔ)空間將被回收，線程也就無(wú)法執(zhí)行了。

2.3 pthread_exit

#include<pthread.h> void pthread_exit(void* retval);

調(diào)用該函數(shù)的線程會(huì)直接退出，retval表示線程的退出值，我們必須將該參數(shù)強(qiáng)轉(zhuǎn)為泛型void*。

pthread_exit()、return、exit()的區(qū)別：

• pthread_exit() 只表示退出當(dāng)前線程。
• return 表示退出當(dāng)前函數(shù)，當(dāng)在main函數(shù)中return時(shí)，表示退出當(dāng)前進(jìn)程；當(dāng)在線程中return時(shí)，表示退出當(dāng)前線程；當(dāng)在線程調(diào)用的其他函數(shù)中return時(shí)，只是退出那個(gè)函數(shù)。
• exit 無(wú)論在哪都表示退出當(dāng)前進(jìn)程。

編寫多線程程序，一定要謹(jǐn)慎使用return 和 exit，盡量使用pthread_exit退出線程。

2.4 pthread_join函數(shù)回收線程

線程中也存在僵尸線程，所以創(chuàng)建線程后必須用pthread_join回收，其定義如下：

#include<pthread.h> int pthread_join(pthread_t thread, void** retval);

該函數(shù)用于回收線程。任意線程都可以調(diào)用該函數(shù)來(lái)回收其他線程，這點(diǎn)與進(jìn)程不同，子進(jìn)程只能由父進(jìn)程回收。

阻塞等待線程退出，獲取線程的退出狀態(tài)，即，pthread_exit函數(shù)里的參數(shù)，若線程根本沒(méi)有調(diào)用該函數(shù)，那么線程默認(rèn)返回0退出。

thread是我們要等待退出的線程的線程ID，retval是傳出參數(shù)，用于獲取線程的退出值，即，pthread_exit里的那個(gè)參數(shù)。
在使用該函數(shù)時(shí)要注意retval參數(shù)：① 一定要用void**強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為泛型指針 ② 該函數(shù)是將pthread_exit里的退出值 復(fù)制到 retval所指向的位置。③ 該參數(shù)可以置為NULL，表示不需要獲取線程退出值。

該函數(shù)成功返回0，失敗返回錯(cuò)誤號(hào)，可能的錯(cuò)誤號(hào)如下：

2.5 pthread_detach實(shí)現(xiàn)線程分離

線程分離狀態(tài)： 處于線程分離狀態(tài)的線程結(jié)束后，自己自動(dòng)被回收（自動(dòng)清理PCB），無(wú)需別的線程調(diào)用pthread_join來(lái)回收，他們也不應(yīng)該調(diào)用pthread_join。

若進(jìn)程有該機(jī)制，則不會(huì)產(chǎn)生僵尸進(jìn)程。因?yàn)檫M(jìn)程的資源都自動(dòng)回收干凈了，不存在殘留。

pthread_cdtach函數(shù)定義如下：

#include<pthread.h> int pthread_detach(pthread_t thread);

thread參數(shù)是要設(shè)置分離狀態(tài)的線程ID。該函數(shù)成功返回0，失敗返回錯(cuò)誤號(hào)。

當(dāng)一個(gè)線程被設(shè)置為分離狀態(tài)后，就不能使用pthread_join回收他了，如果調(diào)用了pthread_join，則會(huì)返回錯(cuò)誤號(hào)。

2.6 pthread_cancel殺死線程

pthread_cancel函數(shù)用于殺死線程，其定義如下：

#inlcude<pthread.h> int pthread_cancel(pthread_t thread);

thread是要?dú)⑺赖木€程ID。該函數(shù)成功返回0，失敗返回錯(cuò)誤號(hào)。

該函數(shù)要注意兩點(diǎn)：
① 若一個(gè)線程被殺死，那么他的退出值是-1，使用pthread_join獲取到的退出值是-1。
② 當(dāng)程序中執(zhí)行到pthread_cancel函數(shù)時(shí)，不會(huì)立即殺死相關(guān)線程，而是有一定延時(shí)。需要等到被殺死的線程自己運(yùn)行到某個(gè)檢查點(diǎn)（取消點(diǎn)）時(shí)，才真正執(zhí)行殺死線程的動(dòng)作。檢查點(diǎn)基本都是系統(tǒng)調(diào)用，如printf底層調(diào)用的write、sleep底層調(diào)用的pause等。使用man 7 pthreads查看所有的檢查點(diǎn)。

pthread_testcancel是一個(gè)庫(kù)函數(shù)，他也是一個(gè)檢查點(diǎn)，該函數(shù)調(diào)用總是成功的，我們可以調(diào)用該函數(shù)來(lái)人為設(shè)置一個(gè)檢查點(diǎn)。

接收到殺死請(qǐng)求的目標(biāo)線程可以決定是否允許被殺死，以及如何殺死，這分別由如下兩個(gè)函數(shù)完成：

#include<pthread.h> int pthread_setcancelstate(int state, int* oldstate); int pthread_setcanceltype(int type, int* oldtype);

3、進(jìn)程 和 線程的控制原語(yǔ)對(duì)比

fork() pthread_create() exit() pthread_exit() wait() pthread_join() kill() pthread_cancel() getpid() pthread_self()

4、線程屬性

4.1 pthread_attr_t結(jié)構(gòu)體

線程的所有屬性都封裝在pthread_attr_t結(jié)構(gòu)體里，下面是它的定義：

typedef struct {int detachstate; 線程的分離狀態(tài)int schedpolicy; 線程調(diào)度策略int schedparam; 線程調(diào)度參數(shù)int inheritsched; 線程的繼承性int scope; 線程的作用域size_t guardsize; 線程末尾的警戒緩沖區(qū)大小int stackaddr_set; 線程的棧設(shè)置void* stackaddr; 線程棧的位置size_t stacksize; 線程棧的大小 }pthread_attr_t;

線程末尾的警戒緩沖區(qū)： 指兩個(gè)線程各自?？臻g之間的間隔區(qū)域，這個(gè)區(qū)域用于防止上面的線程發(fā)生棧溢出，從而影響到下面線程的棧空間。我們可以使用guardsize來(lái)人為更改警戒緩沖區(qū)的大小。

線程棧的大小： 默認(rèn)情況下，一個(gè)進(jìn)程里的所有線程會(huì)均分整個(gè)進(jìn)程的棧空間（8192Kb），我們可以人為設(shè)置它的大小。

4.2 設(shè)置線程屬性

4.2.1 線程屬性初始化

當(dāng)你要自己設(shè)置線程的屬性時(shí)，就需要使用如下函數(shù)：

#include<pthread.h> int pthread_attr_init(pthread_attr_t* attr); 初始化線程屬性 int pthread_attr_destroy(pthread_attr_t* attr); 銷毀線程屬性所占用的資源

這兩個(gè)函數(shù)成對(duì)出現(xiàn)，有初始化就必有銷毀。而且必須先初始化線程屬性再調(diào)用pthread_create創(chuàng)建線程。

這兩個(gè)函數(shù)成功返回0，失敗返回錯(cuò)誤號(hào)。

4.2.2 設(shè)置線程分離狀態(tài)

其實(shí)既可以設(shè)置分離狀態(tài)，也可以獲取線程是否處于分離狀態(tài)：

#include<pthread.h> int pthread_attr_setdetachstate(pthread_attr_t* attr, int detachstate); 設(shè)置 int pthread_attr_getdetachstate(const pthread_attr_t* attr, int* detachstate); 獲取

參數(shù) attr 都是已初始化的線程屬性。

參數(shù) detachstate 的值只有兩種：

PTHREAD_CREATE_DETACHED 分離狀態(tài) PTHREAD_CREATE_JOINABLE 不分離狀態(tài)

在設(shè)置函數(shù)中，該參數(shù)是一個(gè)傳入?yún)?shù)；在獲取函數(shù)中，該參數(shù)是一個(gè)傳出參數(shù)，用于獲取狀態(tài)。
想要設(shè)置分離狀態(tài)，必須在調(diào)用pthread_create創(chuàng)建線程之前設(shè)置好。

兩個(gè)函數(shù)成功返回0，失敗返回錯(cuò)誤號(hào)。

如果設(shè)置一個(gè)線程為分離狀態(tài)，而這個(gè)線程運(yùn)行又非?？?#xff0c;他可能在pthread_create函數(shù)返回線程ID前就終止并自行回收了，他終止后可能將線程ID和系統(tǒng)資源移交給其他線程使用，這種情況下，調(diào)用pthread_create就得到錯(cuò)誤的線程ID。使用線程同步措施可以避免這種情況，方法之一就是調(diào)用pthread_cond_timedwait函數(shù)（后面講）。單不能使用wait函數(shù)，他是使整個(gè)進(jìn)程睡眠，并不能解決線程同步的問(wèn)題。

5、線程同步

線程同步用來(lái)使多個(gè)線程對(duì)共享資源進(jìn)行協(xié)調(diào)訪問(wèn)，使共享資源能夠按照正常的邏輯被操作，而不是這個(gè)線程操作一會(huì)那個(gè)線程操作一會(huì)，造成共享數(shù)據(jù)被混亂訪問(wèn)，程序的執(zhí)行結(jié)果未知。

5.1 互斥鎖 mutex（互斥量）

每個(gè)線程在對(duì)資源操作前都嘗試先加鎖，成功加鎖才能操作，操作結(jié)束后解鎖。由于鎖只有一個(gè)，當(dāng)一個(gè)線程持有鎖后，其余線程拿不到鎖，所以會(huì)阻塞等待。但Linux為我們提供的鎖是建議鎖，并不強(qiáng)制性線程使用鎖，所以，如果又來(lái)一個(gè)線程不去加鎖，而是直接訪問(wèn)全局變量，也能夠訪問(wèn)，這樣又會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)混亂。

5.1.1 互斥鎖的相關(guān)函數(shù)

#include<pthread.h> int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t* restrict mutex, const pthread_mutexattr_t* restrict attr); 動(dòng)態(tài)初始化 pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; 在全局作用域下，執(zhí)行該語(yǔ)句與執(zhí)行上面的函數(shù)等價(jià)，這種初始化方式稱為靜態(tài)初始化 int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t* mutex);int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t* mutex); int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t* mutex); int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t* mutex); 這五個(gè)函數(shù)成功返回0，失敗返回錯(cuò)誤號(hào)。

pthread_mutex_t 類型，本質(zhì)是一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型。該類型的變量就是鎖，所以它一般聲明為全局變量，我們把它看成一個(gè)整數(shù)，只有0，1兩種取值，分別表示上鎖 和 沒(méi)上鎖。

pthread_mutex_init 函數(shù)

該函數(shù)用于初始化一個(gè)鎖。聲明一個(gè)pthread_mutex_t鎖之后不能立即使用，必須傳他的地址到該函數(shù)里進(jìn)行初始化（初始完是解鎖狀態(tài)）。第二個(gè)參數(shù)用于設(shè)置鎖的屬性，置為NULL使用默認(rèn)屬性。

pthread_mutex_destroy 函數(shù)

該函數(shù)用于銷毀一個(gè)鎖。銷毀后的鎖就變成了一個(gè)未初始化的鎖，所以可以重新調(diào)用pthread_mutex_init初始化并投入使用。

可以銷毀一個(gè)初始化但未鎖定的鎖，但銷毀一個(gè)已鎖定的鎖、或 線程正在嘗試鎖定的鎖，又或者另一個(gè)線程正在調(diào)用pthread_cond_timedwait或pthread_cond_wait的鎖，都會(huì)導(dǎo)致未定義行為。

pthread_mutex_lock 函數(shù)

該函數(shù)用于鎖定一個(gè)鎖。可理解為令mutex的值-1。若調(diào)用該函數(shù)時(shí)，鎖的值已經(jīng)是0，那么該線程會(huì)被阻塞，直到占用鎖的線程解鎖。

pthread_mutex_trylock 函數(shù)

該函數(shù)也用于鎖定一個(gè)鎖。但是該函數(shù)的鎖定行為是非阻塞的，即，有其他線程鎖定該鎖時(shí)，該函數(shù)立即返回，不會(huì)等待哪個(gè)線程解鎖。

pthread_mutex_unlock 函數(shù)

該函數(shù)用于解鎖。

在訪問(wèn)共享資源前加鎖，訪問(wèn)結(jié)束后 立即解鎖 。鎖的粒度越小越好。

5.1.2 死鎖

① 一個(gè)線程對(duì)同一個(gè)互斥量加鎖兩次，那第二次加鎖就會(huì)被阻塞，線程就卡在這里動(dòng)不了了
解決方法：加鎖后立即解鎖

① 線程1擁有了A鎖，請(qǐng)求獲得B鎖；而線程2獲得了B鎖，請(qǐng)求獲得A鎖
解決方法：其中一個(gè)線程在請(qǐng)求第二把鎖的時(shí)候調(diào)用非阻塞版本，如果請(qǐng)求失敗，那么放棄已經(jīng)獲取的鎖，即，當(dāng)不能獲取所有鎖時(shí)，放棄已經(jīng)占有的鎖。

③ 震蕩

5.2 讀寫鎖

讀寫鎖也叫共享-獨(dú)占鎖，它用于對(duì)全局?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行讀寫操作的情景。讀寫鎖有三個(gè)狀態(tài)，讀模式下加鎖（讀鎖），寫模式下加鎖（寫鎖），和 不加鎖狀態(tài)。

• 當(dāng)鎖處于讀模式下加鎖狀態(tài)時(shí)，有其他線程也嘗試以讀模式狀態(tài)加鎖時(shí)，能夠枷鎖成功，其他線程以寫模式試圖加鎖時(shí)被阻塞，即， 讀共享 。
• 當(dāng)鎖處于寫模式下加鎖狀態(tài)時(shí)，其他線程以任何模式嘗試加鎖都會(huì)被阻塞，即， 寫?yīng)氄?/strong> 。
• 當(dāng)鎖處于不加鎖狀態(tài)時(shí)，既有嘗試以讀模式加鎖的線程，又有嘗試以寫模式加鎖的線程，那么寫模式的線程會(huì)加鎖成功，即， 寫鎖優(yōu)先級(jí)高 。

讀寫鎖的相關(guān)函數(shù)

#include<pthread.h> int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t* restrict rwlock, const pthread_rwlockattr_t* restrict attr); pthread_rwlock_t rwlock = PTHREAD_RWLOCK_INITITLIZER; int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t* rwlock);int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t* rwlock); int pthread_rwlock_tryrdlock(pthread_rwlock_t* rwlock);int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t* rwlock); int pthread_rwlock_trywrlock(pthread_rwlock_t* rwlock);int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t* rwlock); 這7個(gè)函數(shù)成功返回0，失敗返回錯(cuò)誤號(hào)。

這些函數(shù)的使用和互斥鎖幾乎相同，不再贅述。

讀寫鎖適用于對(duì)數(shù)據(jù)讀的次數(shù)遠(yuǎn)大于寫的次數(shù) 的場(chǎng)景。

5.3 條件變量

條件變量并不是鎖，但它能阻塞線程，直至接收到 “條件成立” 的信號(hào)后，被阻塞的線程才能繼續(xù)執(zhí)行。

5.3.1 條件變量的相關(guān)函數(shù)

#include<pthread.h> int pthread_cond_init(pthread_cond_t* restrict cond, const pthread_cond_attr* restrict attr); pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER; int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t* cond);int pthread_cond_wait(pthread_cond_t* restrict cond, pthread_mutex_t* restrict mutex); int pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t* restrict cond, pthread_mutex_t* restrict mutex, const struct timespec* restrict abstime);int pthread_cond_signal(pthread_cond_t* cond); int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t* cond); 上述6個(gè)函數(shù)成功返回0，失敗返回錯(cuò)誤號(hào)。

條件變量的詳細(xì)講解，參考這篇博客，我愿稱之為最強(qiáng)條件變量入門博客。

這里只說(shuō)一下pthread_cond_wait函數(shù)，理解該函數(shù)極其重要。wait函數(shù)用于阻塞當(dāng)前線程，“等待條件成立”。說(shuō)是“等待條件成立”，但是線程調(diào)用了wait只會(huì)阻塞，根本沒(méi)法去檢查條件，所以，等待條件成立其實(shí)是等待“條件成立”的信號(hào)，條件成立后會(huì)有人主動(dòng)告訴他條件成立了。

而wait函數(shù)也不止阻塞線程這一個(gè)動(dòng)作：線程被阻塞后會(huì)立即解鎖，這合起來(lái)是一個(gè)原子操作，不會(huì)被其他線程打斷。

線程執(zhí)行了wait后的動(dòng)作可理解為：即使線程拿到鎖了，但是沒(méi)有收到信號(hào)，線程就得等待，等待就還必須解鎖，好讓別人拿到鎖。

當(dāng)收到“條件成立”的信號(hào)后，wait也不會(huì)立即解除阻塞，而是先重新上鎖，再解除阻塞，這也是一個(gè)原子操作，不會(huì)被其他線程打斷。

5.3.2 條件變量的生產(chǎn)者消費(fèi)者模型

消費(fèi)者： 調(diào)用wait或timedwait阻塞等待產(chǎn)品（“條件成立”的信號(hào)）
生產(chǎn)者： 一旦生產(chǎn)出了產(chǎn)品，就調(diào)用signal或broadcast通知消費(fèi)者產(chǎn)品生產(chǎn)好了

其中還涉及到很多加鎖解鎖的細(xì)節(jié)。

6、進(jìn)程間同步

6.1 信號(hào)量

上面互斥鎖、讀寫鎖以及條件變量都只能用于線程間同步，而信號(hào)量既可以用于線程間同步，又可用于進(jìn)程間同步。

不難發(fā)現(xiàn)，與線程 以及線程同步 有關(guān)的所有函數(shù)，（若有返回值）成功都返回0，失敗返回錯(cuò)誤號(hào)。而下面即將介紹的信號(hào)量相關(guān)函數(shù)將回歸正常，即，失敗返回-1。

6.1.1 信號(hào)量的相關(guān)函數(shù)

#include<semaphore.h> int sem_init(sem_t* sem, int pshared, unsigned int value); int sem_destroy(sem_t* sem);下面四個(gè)函數(shù)用于對(duì)信號(hào)量進(jìn)行 -- 操作，信號(hào)量最小是0，若信號(hào)量 = 0，則調(diào)用wait會(huì)阻塞 int sem_wait(sem_t* sem); int sem_trywait(sem_t* sem); int sem_timedwait(sem_t* sem, const struct timespec* abs_timeout);下面四個(gè)函數(shù)用于對(duì)信號(hào)量進(jìn)行 ++ 操作 int sem_post(sem_t* sem); 上述6個(gè)函數(shù)成功返回0，失敗返回-1并設(shè)置 errno。

sem_init 函數(shù)：
該函數(shù)用于初始化一個(gè)sem_t類型變量，即信號(hào)量。第一個(gè)參數(shù)sem是傳出參數(shù)。

第二個(gè)參數(shù)表示這個(gè)信號(hào)量是在進(jìn)程間共享還是線程間共享。若pthread的值為0，那么該信號(hào)量將在線程間共享。若pthread的值不為0，那么信號(hào)量在進(jìn)程間共享，并且信號(hào)量應(yīng)該位于共享內(nèi)存（如mmap建立的映射區(qū)）中的某個(gè)區(qū)域

不能初始化一個(gè)已經(jīng)初始化的信號(hào)量。
sem_post 函數(shù)：
使信號(hào)量增加(解鎖)。如果信號(hào)量的值因此大于0，那么阻塞在sem_wait調(diào)用中的另一個(gè)進(jìn)程或線程將被喚醒并繼續(xù)鎖定信號(hào)量。

6.1.2 信號(hào)量中的生產(chǎn)者消費(fèi)者模型

需使用兩個(gè)信號(hào)量，一個(gè)是空位數(shù)，一個(gè)是產(chǎn)品數(shù)。

生產(chǎn)者： 生產(chǎn)時(shí)需要判斷空位數(shù)信號(hào)量是否為0（使用wait函數(shù)），不為0才能生產(chǎn)，否則阻塞，成功生產(chǎn)后需要增加產(chǎn)品數(shù)信號(hào)量（使用post函數(shù)）

消費(fèi)者： 消費(fèi)時(shí)需要判斷產(chǎn)品數(shù)信號(hào)量是否為0（使用wait函數(shù)），不為0才能消費(fèi)，否則阻塞，成功消費(fèi)后需要增加空位數(shù)信號(hào)量（使用post函數(shù)）。

6.2 互斥鎖

其實(shí)互斥鎖不僅能用于線程間同步，還能用于進(jìn)程間同步。這需要在pthread_mutex_init初始化之前修改其屬性為進(jìn)程間共享。

6.2.1 修改mutex屬性為進(jìn)程間共享

相關(guān)函數(shù)：

pthread_mutexattr_t attr; 聲明 mutex 屬性結(jié)構(gòu)體 int pthread_mutexattr_init(pthread_mutexattr_t* attr); 初始化 mutex 屬性 int pthread_mutexattr_destroy(pthread_mutexattr_t* attr); 銷毀 mutex 屬性int pthread_mutexattr_setpshared(pthread_mutexattr_t* attr, int pshared); pshared 的取值如下： PTHREAD_PROCESS_PRIVATE 線程鎖，mutex 的默認(rèn)屬性 PTHREAD_PROCESS_SHARED 進(jìn)程鎖

6.3 文件鎖

這是講解視頻鏈接，啥時(shí)候用到啥時(shí)候來(lái)學(xué)吧。

7、子進(jìn)程如何處理從父進(jìn)程繼承來(lái)的鎖？？

當(dāng)父進(jìn)程調(diào)用fork創(chuàng)建子進(jìn)程后：
① 即使父進(jìn)程中有多個(gè)線程，子進(jìn)程也只會(huì)繼承調(diào)用fork的那個(gè)線程的代碼
② 子進(jìn)程的地址空間是父進(jìn)程地址空間的拷貝，所以會(huì)繼承父進(jìn)程中所有的互斥鎖、讀寫鎖 和 條件變量， 包括其狀態(tài) 。
③ 鎖的狀態(tài)雖然會(huì)被繼承，但子進(jìn)程沒(méi)有任何手段得知鎖的狀態(tài)到底是什么
④ 子進(jìn)程繼承到的鎖是一個(gè)新鎖，雖然有初始狀態(tài)了，但是 和原來(lái)的鎖沒(méi)有任何瓜葛 ，即使父進(jìn)程中，該鎖解鎖了，子進(jìn)程中該鎖不會(huì)有任何變化。

明確以上4點(diǎn)后，就能理解這個(gè)問(wèn)題了。子進(jìn)程使用從父進(jìn)程繼承而來(lái)的鎖很容易導(dǎo)致死鎖。 因?yàn)?#xff0c;從父進(jìn)程繼承而來(lái)的鎖有可能是已經(jīng)上鎖了的（與父進(jìn)程的鎖毫無(wú)瓜葛，不可能被解鎖的），如果子進(jìn)程再調(diào)用lock上鎖，那就是一個(gè)線程上兩次鎖，造成死鎖。

為了解決這種情況，pthread專門提供了一個(gè)函數(shù)，pthread_atfork，確保fork調(diào)用后父進(jìn)程和子進(jìn)程都擁有一個(gè)清楚的鎖狀態(tài)，函數(shù)定義如下：

int pthread_atfork(void (*prepare)(void), void (*parent)(void), void (*child)(void));

該函數(shù)的詳解看這里，講得很不錯(cuò)。

8、線程和信號(hào)

Linux中的線程和信號(hào)，適配的不是很好，一般用的少，要用的時(shí)候去看《Linux高性能服務(wù)器編程》的第285頁(yè)。

9、多線程編程的注意事項(xiàng)

① 在多線程中調(diào)用庫(kù)函數(shù)時(shí)，一定要使用其可重入版本，否則會(huì)導(dǎo)致未定義的結(jié)果。（Linux的很多庫(kù)函數(shù)都是不可重入的，但大多都提供了可重入版本，可重入版本在原函數(shù)名尾部加上 _r ）

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Linux 线程———详解的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

如果覺(jué)得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。