c pthread linux

在Linux系统中，pthread库是进行多线程编程的重要工具，它遵循POSIX线程接口标准，提供了丰富的函数和数据结构来创建、管理和同步线程，以下是关于pthread在Linux下的详细介绍：

一、基本概念

1、线程句柄：pthread_t是线程的标识符，用于唯一标识一个线程，它在头文件/usr/include/bits/pthreadtypes.h中定义为typedef unsigned long int pthread_t;。

2、线程属性：pthread_attr_t用于设置和获取线程的属性，如是否可分离、栈大小等，通过pthread_attr_init初始化属性对象，pthread_attr_setdetachstate设置线程的分离状态，pthread_attr_destroy销毁属性对象。

3、线程函数：线程函数是线程执行的入口函数，其原型通常为void *(*start_routine)(void *)，当创建线程时，会将该函数作为参数传递给pthread_create，新线程将从这个函数开始执行。

二、线程操作函数

1、创建线程：使用pthread_create函数创建一个新线程，该函数的原型为：int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine)(void *), void *arg);。thread用于存储新线程的线程句柄；attr用于设置线程属性，通常为NULL表示使用默认属性；start_routine是线程函数的指针；arg是传递给线程函数的参数。

2、终止线程：线程可以自行调用pthread_exit函数终止执行，也可以在主线程中调用pthread_cancel向其他线程发送终止信号。pthread_exit函数的原型为：void pthread_exit(void *retval);，其中retval是线程的退出码。

3、等待线程结束：使用pthread_join函数阻塞当前线程，直到指定的线程结束，该函数的原型为：int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);。thread是要等待结束的线程句柄；retval用于存储被等待线程的返回值。

4、分离线程：调用pthread_detach函数可以将线程设置为分离状态，使其在终止时自动释放资源，而不需要主线程调用pthread_join来回收，在创建线程时可以设置线程属性为分离状态：pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);，然后创建线程时传入该属性。

三、线程同步机制

1、互斥锁：用于保护共享资源，确保同一时刻只有一个线程能够访问，相关的函数包括pthread_mutex_init初始化互斥锁，pthread_mutex_lock加锁，pthread_mutex_unlock解锁，以及pthread_mutex_destroy销毁互斥锁。

2、条件变量：允许线程在某些条件满足之前挂起，并在条件满足时被唤醒，常用的函数有pthread_cond_init初始化条件变量，pthread_cond_wait等待条件变量，pthread_cond_signal或pthread_cond_broadcast唤醒等待的线程，以及pthread_cond_destroy销毁条件变量。

四、线程特定数据

每个线程可以拥有自己的私有数据，这些数据被称为线程特定数据（Thread-Local Storage，TLS），通过pthread_key_create分配键，pthread_setspecific设置线程特定数据的键值对，pthread_getspecific获取线程特定数据的键值对，以及pthread_key_delete删除键。

五、示例代码

以下是一个简单的使用pthread创建线程的示例：

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
// 线程函数
void* thread_function(void* arg) {
    printf("Hello from new thread!
");
    return NULL;
}
int main() {
    pthread_t thread_id;
    // 创建线程
    if (pthread_create(&thread_id, NULL, thread_function, NULL) != 0) {
        perror("Failed to create thread");
        return 1;
    }
    // 等待线程结束
    if (pthread_join(thread_id, NULL) != 0) {
        perror("Failed to join thread");
        return 1;
    }
    printf("Thread has finished execution.
");
    return 0;
}

六、编译和链接

在使用pthread库编写程序时，需要在编译时链接pthread库，使用gcc编译器编译上述示例代码的命令如下：

gcc -o thread_example thread_example.c -lpthread

-lpthread选项告诉编译器链接pthread库。

pthread库为Linux系统下的多线程编程提供了强大而灵活的支持，通过合理地使用pthread提供的各种函数和机制，开发者可以轻松地创建和管理多线程应用程序，实现高效的并发处理，多线程编程也需要注意线程安全、资源竞争等问题，以确保程序的正确性和稳定性。