Linux系统多线程应用API详解(一)---线程的创建和销毁
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发布时间：2025-01-03 20:50
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时间：2025-01-04 00:07
一、线程介绍：
线程是操作系统调度的基本单位，是进程中的最小执行单元。一个完整的线程包括代码、数据和内存栈。线程在创建时，如通过fork()函数，数据、代码和内存都会被复制；通过pthread_create()创建的线程，仅内存栈被复制，共享其他资源。
在Linux系统中，多线程编程技术是实现并发执行、提高程序性能和效率的重要手段。
涉及到的数据类型包括：pthread_t、pthread_attr_t、pthread_cond_t、pthread_mutexattr_t、void* (*)(void*)。
需要包含的头文件：#include，并使用编译参数：-lpthread。
以下将详细阐述Linux环境下多线程编程相关的API接口。
二、线程的创建与销毁：
使用pthread_create()创建线程。
函数定义：int pthread_create(pthread_t *tid, const pthread_arrt_t* attr, void*(*start_routine)(void *), void* arg)。
说明：该函数用于创建线程，确定线程执行的入口点。创建成功后，tid将填充线程标识符。
参数解释：tid指向线程标识符的指针；attr用于手动设置线程属性，如调用策略和栈内存大小；start_routine指定新建线程的执行函数；arg为线程函数的参数。
返回值：成功返回0，失败返回非零值，如EAGAIN、EINVAL、EPERM等错误码。
示例：通常attr设置为NULL，使用默认属性。
等待线程结束使用pthread_join()。
函数定义：int pthread_join(pthread_t thread, void **retval)。
说明：等待线程结束，非分离线程结束时不会自动释放资源。主线程通常会生成并启动子线程，获取子线程结果时需调用此函数。
参数：thread为目标线程ID；retval指向返回码的指针。
返回值：成功返回0，失败返回错误码。
示例：设置属性为NULL时，线程默认为joinable；通过pthread_detach()将其设置为detached。
获取线程ID使用pthread_self()。
函数定义：pthread_t pthread_self(void)。
说明：返回新建线程的ID，即pthread_create函数中指向的线程ID。
参数无。
返回值：新建线程ID。
使用示例。
线程分离使用pthread_detach()。
函数定义：int pthread_detach(pthread_t thread)。
说明：将线程设置为分离状态，线程退出时不向其他线程传递返回值，分离线程无法被pthread_join()处理。
参数：thread为线程ID。
返回值：成功返回0，失败返回错误码。
使用示例：将属性设置为detach后，线程退出时不会影响其他线程。
线程终止使用pthread_exit()。
函数定义：int pthread_exit(void* value_ptr)。
说明：在线程内部显式终止线程，并返回终止状态。
参数：value_ptr指向线程返回值的指针。
使用示例：终止线程时，将返回值传递给等待线程的其他线程。
线程取消使用pthread_cancel()。
函数定义：int pthread_cancel (pthread_t __th)。
说明：允许调用者线程请求取消另一个线程的执行。
参数：__th为目标线程ID。
返回值：成功返回0，失败返回错误码。
使用示例：调用者线程请求取消时，目标线程应允许被取消。
检测线程是否退出使用pthread_tryjoin_np()。
函数定义：int pthread_tryjoin_np (pthread_t threadId, void **__thread_return)。
说明：执行非阻塞连接，返回线程退出状态。如果线程未终止，则调用返回错误。
参数与pthread_join相同。
使用示例：非阻塞连接线程，避免阻塞。
线程清理使用pthread_cleanup_push()和pthread_cleanup_pop()。
函数定义：void pthread_cleanup_push(void (*routine) (void *), void *arg)、void pthread_cleanup_pop(int execute)
说明：在非正常终止时清理资源，执行退出前的清理函数。
参数：routine为清理函数；arg为参数；execute为执行标志。
使用示例：成对使用，确保资源正确清理。
线程比较使用pthread_equal()。
函数定义：int pthread_equal (pthread_t __thread1, pthread_t __thread2)。
说明：比较两个线程ID是否相等。
参数：__thread1、__thread2为线程ID。
返回值：相等返回非0，不相等返回0。
使用示例：比较线程ID。
创建/删除线程私有数据使用pthread_key_create()和pthread_key_delete()。
函数定义：int pthread_key_create(pthread_key_t *key, void(*destructor)(void*))、int pthread_key_delete(pthread_key_t key)。
说明：创建全局可见的键，线程通过键创建私有数据，并设置析构函数。
参数：key为键值指针；destructor为析构函数。
使用示例：创建并管理线程私有数据。
设置/获取对应key的数据使用pthread_setspecific()和pthread_getspecific()。
函数定义：int pthread_setspecific(pthread_key_t key, const void * value)、void * pthread_getspecific(pthread_key_t key)。
说明：设置或获取键值关联的具体数据。
参数：key为键值；value为数据。
使用示例：设置或获取数据。
以上介绍了Linux系统中多线程应用API的基本使用，包括线程创建、销毁、比较、数据管理等关键功能。后续文章将详细介绍线程相关的属性设置API接口。
