🐶博主主頁(yè)：@??. 一懷明月??

???🔥專欄系列：線性代數(shù)，C初學(xué)者入門訓(xùn)練，題解C，C的使用文章，「初學(xué)」C++，linux

🔥座右銘：“不要等到什么都沒(méi)有了，才下定決心去做”

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目錄

線程

線程控制?

pthread_create創(chuàng)建線程

pthread_self

pthread_join

Pthread_exit

pthread_detach

pthread_cancel

系統(tǒng)庫(kù)調(diào)用問(wèn)題

線程的局部存儲(chǔ)

線程

重談一次地址空間-虛擬到物理的過(guò)程

文件系統(tǒng)IO的基本單位大小：4kb

內(nèi)存以4GB為例，就有1048576個(gè)頁(yè)框（4kb）

struct page

{

????int flag;//用于表示該頁(yè)的狀態(tài)和屬性

????//描述一個(gè)page的使用情況

????//頁(yè)框的屬性

}

為了對(duì)所有的頁(yè)框進(jìn)行管理，所以需要一個(gè)struct page pages[1048576]的數(shù)組

線程劃分頁(yè)表的本質(zhì):劃分地址空間

Int a=100

根據(jù)a的虛擬地址，找到a的物理地址，a是一個(gè)整形變量，偏移量就位4

在進(jìn)程視角：虛擬地址本身就是資源！

線程共享進(jìn)程數(shù)據(jù)，但也擁有自己的一部分?jǐn)?shù)據(jù):

線程ID
一組寄存器（每個(gè)線程有自己的獨(dú)立上下文數(shù)據(jù)）
棧
errno
信號(hào)屏蔽字
調(diào)度優(yōu)先級(jí)

線程控制?

pthread_create創(chuàng)建線程

int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,void *(*start_routine) (void *), void *arg);
這個(gè)函數(shù)的參數(shù)包括：* thread：指向 pthread_t 類型的指針，用于存儲(chǔ)新創(chuàng)建線程的標(biāo)識(shí)符。
* attr：指向 pthread_attr_t 類型的指針，用于設(shè)置新線程的屬性，通?？梢栽O(shè)為 NULL 表示使用默認(rèn)屬性。
* start_routine：指向一個(gè)函數(shù)的指針，該函數(shù)定義了新線程要執(zhí)行的任務(wù)。它的簽名為 void* func(void*)。
* arg：傳遞給 start_routine 函數(shù)的參數(shù)。//對(duì)象/結(jié)構(gòu)體

linux下有沒(méi)有真正的線程？

沒(méi)有。只有輕量級(jí)進(jìn)程的概念，所以linux os只會(huì)提供輕量級(jí)進(jìn)程創(chuàng)建的系統(tǒng)調(diào)用，不會(huì)直接提供線程創(chuàng)建接口

所以需要一個(gè)庫(kù)pthread，這個(gè)庫(kù)不屬于c/c++，這個(gè)庫(kù)是操作系統(tǒng)自帶的，編譯時(shí)鏈接我們的庫(kù)

function<void()>?是 C++11 中引入的函數(shù)對(duì)象，它可以用來(lái)表示一個(gè)沒(méi)有參數(shù)且沒(méi)有返回值的函數(shù)。在 C++ 中，函數(shù)對(duì)象是可調(diào)用的實(shí)體，類似于函數(shù)指針，但具有更大的靈活性和功能。

事例

#include <iostream>
#include <pthread.h>
#include <string>
#include <unistd.h>
#include <functional>
#include <time.h>
#include <vector>using namespace std;const int threadnum = 5;
using func_t = function<void()>;class threaddata
{
public:
threaddata(const string &name, const uint64_t &time, func_t f): threadname(name), createtime(time), func(f){
}public:
string threadname;uint64_t createtime;func_t func;};void print(){
cout << "我是線程執(zhí)行的大任務(wù)的一部分" << endl;}// 新線程
void *ThreadRountine(void *args){
threaddata *td = static_cast<threaddata *>(args); // 安全強(qiáng)轉(zhuǎn)threaddata*類型while (true){
cout << "new thread"<< " thread name:" << td->threadname << " thread time:" << td->createtime << endl;td->func();
sleep(1);//測(cè)試一個(gè)線程異常，整個(gè)進(jìn)程就結(jié)束了
// int a=10;
// if(td->threadname=="thread-4")
// {
// cout<<"觸發(fā)異常"<<endl;
// a/=0;
// }
}
}// 如何給新線程傳參，如何創(chuàng)建多線程呢
// 獲取返回值// 主線程
int main(){
vector<pthread_t> pthreads;for (int i = 0; i < threadnum; i++){
char pthreadname[64];snprintf(pthreadname, sizeof(pthreadname), "%s-%lu", "thread", i);pthread_t tid;threaddata *td = new threaddata(pthreadname, (uint64_t)time(nullptr), print);pthread_create(&tid, nullptr, ThreadRountine, td);pthreads.push_back(tid);
sleep(1);
}while (true){
cout << "main thread" << endl;sleep(3);
}
return 0;}

pthread_self

在Linux中，pthread_self 函數(shù)用于獲取當(dāng)前線程的線程ID（pthread_t）。

它的聲明如下：

#include <pthread.h>pthread_t pthread_self(void);

調(diào)用 pthread_self 函數(shù)將返回當(dāng)前線程的線程ID，即 pthread_t 類型的值。線程ID 是一個(gè)唯一標(biāo)識(shí)符，用于區(qū)分不同的線程。通常情況下，你可以將線程ID存儲(chǔ)在變量中以供后續(xù)使用。

線程終止

1. 新線程函數(shù)return。這種方法對(duì)主線程不適用,從main函數(shù)return相當(dāng)于調(diào)用exit。

2. 線程可以調(diào)用pthread_exit終止自己。

3. 一個(gè)線程可以調(diào)用pthread_cancel終止同一進(jìn)程中的另一個(gè)線程。

線程默認(rèn)要被等待

1.線程退出，沒(méi)有等待，會(huì)導(dǎo)致類似進(jìn)程的僵尸問(wèn)題

2.線程退出時(shí)，主線程如何獲取新線程的返回值！

pthread_join

pthread_join 是 POSIX 線程庫(kù)中的函數(shù)，用于等待指定的線程結(jié)束執(zhí)行。它會(huì)阻塞當(dāng)前線程，直到指定的線程完成為止。

int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);
* thread：要等待的線程的線程 ID。
* retval：指向指針的指針，用于接收被等待線程的返回值（如果有）。

事例

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
void* threadFunction(void* arg) {printf("Inside the new thread\n");return (void*)42;
}
int main() {pthread_t thread;pthread_create(&thread, NULL, threadFunction, NULL); // 創(chuàng)建一個(gè)新線程// 等待新線程結(jié)束void* result;pthread_join(thread, &result);printf("New thread returned: %ld\n", (long)result);return 0;
}
在這個(gè)示例中，我們創(chuàng)建了一個(gè)新線程，并在主線程中調(diào)用 
pthread_join 來(lái)等待新線程結(jié)束。pthread_join 函數(shù)會(huì)將主線程阻塞直到新線程執(zhí)行結(jié)束，
并且可以獲取新線程的返回值。

需要注意的是，pthread_join 函數(shù)會(huì)阻塞當(dāng)前線程，直到指定的線程結(jié)束。因此，在實(shí)際使用中，需要確保調(diào)用 pthread_join 的線程不是主要的執(zhí)行線程，否則可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)程序被阻塞。

Pthread_exit

pthread_exit函數(shù)用于終止調(diào)用它的線程。當(dāng)線程調(diào)用pthread_exit時(shí)，它會(huì)立即退出，而不會(huì)影響其他線程的執(zhí)行。線程在退出時(shí)可以返回一個(gè)指向線程退出狀態(tài)的指針。

例：

pthread_exit((void*)"thread_1 done");

如果線程退出出現(xiàn)異常呢？

如果線程出現(xiàn)異常，整個(gè)進(jìn)程都會(huì)崩潰，所以沒(méi)必要獲取線程退出信號(hào)

線程的返回值，不一定返回的都是字符串，還可以是對(duì)象

線程沒(méi)有非阻塞等待，線程等待很極端，要么一直等，要么不等

線程默認(rèn)是：線程模式j(luò)oinable的（是可以被等待的）

線程是可以被設(shè)置為分離狀態(tài)的

在線程設(shè)置為分離狀態(tài)后，該線程結(jié)束時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)釋放其所占用的資源，而不需要其他線程調(diào)用pthread_join來(lái)回收資源

pthread_detach

使用 pthread_detach 函數(shù)可以避免出現(xiàn)僵尸線程，提高系統(tǒng)效率。要使用 pthread_detach 函數(shù)，首先需要?jiǎng)?chuàng)建線程，并在創(chuàng)建后立即使用 pthread_detach 函數(shù)將線程設(shè)置為分離狀態(tài)。

主線程可以調(diào)用pthread_detach分離新線程

新線程也可以調(diào)用pthread_detach分離自己

pthread_cancel

線程取消

Pthread_cancel(tid);

線程如果是分離的，是可以被取消的，但是不可以被等待

如果線程是被取消的，線程返回的值是-1，

全部都不是系統(tǒng)直接提供的接口，而是原生線程庫(kù)pthread（默認(rèn)是os自帶的）提供的接口

linux中的線程被叫作用戶級(jí)線程

系統(tǒng)庫(kù)調(diào)用問(wèn)題

線程要有獨(dú)立屬性

1）硬件上下文

2）棧：

新線程的棧，在庫(kù)維護(hù)

默認(rèn)地址空間中的棧，由主線程使用

clone 是一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用，用于創(chuàng)建一個(gè)新的進(jìn)程或線程。與 fork 系統(tǒng)調(diào)用不同的是，clone 允許創(chuàng)建的新進(jìn)程或線程與父進(jìn)程或線程共享某些資源，如內(nèi)存空間、文件描述符等，從而實(shí)現(xiàn)更靈活的進(jìn)程/線程管理。

clone 的原型如下：

int clone(int (*fn)(void *), void *child_stack, int flags, void *arg, ...);

其中參數(shù)含義如下：

* fn：指向新進(jìn)程/線程執(zhí)行的函數(shù)指針

* child_stack：指向新進(jìn)程/線程棧的指針

* flags：用于指定創(chuàng)建新進(jìn)程/線程的標(biāo)志

* arg：傳遞給新進(jìn)程/線程執(zhí)行函數(shù)的參數(shù)

clone 的常用標(biāo)志包括：

* CLONE_VM：共享內(nèi)存空間

* CLONE_FS：共享文件系統(tǒng)信息

* CLONE_FILES：共享文件描述符

* CLONE_SIGHAND：共享信號(hào)處理器

線程庫(kù)不僅要管理每個(gè)線程tcb，還要提供一些方法（pthread_create/pthread_join,pthread_cancel/pthread_self）

線程的局部存儲(chǔ)

在 C/C++ 中，__thread 是一種線程局部存儲(chǔ)（Thread-Local Storage，TLS）的實(shí)現(xiàn)方式，用于聲明線程私有變量。在使用 __thread 關(guān)鍵字聲明的變量中，每個(gè)線程都會(huì)有自己獨(dú)立的變量副本，不同線程之間互不影響。

__thread int g_val=100;//線程的局部存儲(chǔ)

g_val 被聲明為一個(gè) __thread 變量，其初始值為 100。這意味著每個(gè)線程都會(huì)有一個(gè)名為 g_val 的變量，且其初始值為 100。不同線程中對(duì) g_val 的操作都是互相獨(dú)立的，一個(gè)線程修改 g_val 的值不會(huì)影響到其他線程中 g_val 的值。

線程可以進(jìn)行fork？線程可以進(jìn)行exec*程序替換嗎？

可以fork，就是整個(gè)進(jìn)程創(chuàng)建了一個(gè)子進(jìn)程

程序替換之后，整個(gè)進(jìn)程會(huì)被替換，所以建議，線程直接程序替換

??🌸🌸🌸如果大家還有不懂或者建議都可以發(fā)在評(píng)論區(qū)，我們共同探討，共同學(xué)習(xí)，共同進(jìn)步。謝謝大家！ 🌸🌸🌸???