linux多线程

多线程：所有程序并发运行，多条路径可以同时执行
多线程包括：理解线程并发、线程同步方法、线程安全概念
线程指：进程内部得一条执行路径（从主函数的第一行代码到最后一行）

主线程：main         子线程：线程函数 比如：fun....

进程指：一个正在运行的程序

在linux平台创建线程，是内核提供的

头文件#include<pthread.h>

注意编译的时候要加 -lpthread

pthread_create(线程id，默认的属性可以不设置为NULLL，参数函数);  创建线程

子线程如下图

 有些时候主线程会不等子线程运行完毕就退出进程，导致子线程来不及打印，可以加个睡眠，但这样效率太低了！！

pthread_join(id，二级指针); 等子线程会在执行后等待子线程结束，子线程会返回给它一个值

pthread_exit();   退出子线程  参数一个字符串，子线程结束后会返回给主线程

 主线程、子线程并发运行

 

 运行结果我们可以看出，主线程和子线程是并发运行的，所以打印出的数字不是按顺序打印的，

在极短的时间内，五个线程同时被创建

当我们处理器为双核或者更多时，打印5000会出现4999的情况，这是因为在某一个时间里，两个处理器同时处理了同一个值加一，这种情况在处理器越多的情况下越容易发生数值重合加一

这种情况叫做并发，并发是一种特殊的并行

并发：同一时刻可能只有一个线程在执行，

并行：同一时刻可能有多个线程在执行，一个处理器不可能出现并行，至少两个

线程同步

四种方法：1.互斥锁   2.使用信号量   3.条件变量  4.读写锁

一、信号量解决

我们设置五个线程，让他们累加到5000，通过设置信号量，让创建的线程执行P\V操作后，可以实现线程同步，即使多个处理器也不会出现小于5000的数

头文件#include<semaphore.h>

sem_t sem；//定义一个信号量

sem_init(传入定义的信号量，是否在进程间共享，初始值)

sem_wait(信号量地址)  //线程的p操作

sem_post（信号量地址）  //线程的v操作

 sem_destroy(信号量地址); //销毁信号量

二、互斥锁

一个线程再用资源时先加个锁，当用完时再解锁，别的线程再使用

pthread_mutex_t mutex;   //创建锁

pthread_mutex_init(定义锁变量，初始化，锁属性一般为NULL)； //初始化

pthread_mutex_lock(锁地址) //加锁

pthread_mutex_unlock(锁地址)   //解锁

pthread_mutex_dsetroy(锁地址)   //销毁锁

 三、读写锁

一般用于读较多的情况下

pthread_rwlock_t 变量名  //创建锁变量

pthread_rwlock_init(锁变量地址，属性一般给NULL)  //锁初始化

pthread_rwlock_rdlock()   //读锁

pthread_rwlock_wrlock()  //写锁

pthread_rwlock_unlock()  //解锁

pthread_rwlock_destroy()  //销毁锁

 所谓的临界区一定要赶紧使用完后释放，让别人也继续使用，所以不能有过多的等待

四、条件变量  （提供一种线程间通知的机制）

互斥锁是用于同步线程对共享数据的访问，条件变量是用于在线程之间同步共享数据的值

pthread_cond_t cond； //创建条件变量，同时我们也配合着锁使用，锁是为了保证条件变量可以正常进行

pthread_cond_init(变量，属性一般给NULL)   //初始化

pthread_cond_destroy(变量)   //销毁

pthread_cond_broadcast(变量)    //唤醒所有在条件变量上等待的线程

pthread_cond_signal(变量)      //唤醒某一个在条件变量上等待的线程

pthread_cond_wait(条件变量，互斥锁)     //   为了不让两个线程同时进，所以要加锁

wait做了两步操作：1.把线程放到等待队列上等着被唤醒  2.对互斥锁解锁

当pthread_cond_wait（）成功将线程放队列上时解锁，再将锁锁上，因为不想再进或出时被唤醒

strtok不能再线程中使用！！！！！两个线程都调用的话strtok里面的静态指针或者全局指针变量就会失效，定位会出错！！！

必须使用线程安全的版本 strtok_r（数组地址，分隔符，指针地址）

线程安全：多线程程序无论 调度顺序先后，都可以保证得到一个正确的一致的结果，我们就称为线程安全，正确性保证就是安全

如何保证线程安全：1.线程同步  2.使用线程安全函数（可重入函数，比如：函数名_r）

多线程程序如果使用fork 怎么理解？

当线程使用fork时只会产生一条子进程，不管父进程有多少条执行路径，子进程都只启用fork所在的那条路径，其他路径都停止，资源都可以使用的

 结果能看出，fork后子进程只产生了一条main进程，在哪一条路径里fork，就只在哪一条路径上产生一个子进程

如果fork在产生子进程时，其他线程没有加锁，则子进程也没加锁，反之其他线程正在用加锁了，则子进程也有锁

fork只能在没人用锁的使用在复制，当我们在子线程用锁的时候，如下图，去fork就会发现，fork复制的是和子线程一样的锁，但是此时锁已经被子线程给锁住了，所以在fork完的路径里，子进程想要执行pthread_mutex_lock时就会发现被阻塞住了，因为锁已经被子线程锁上了，子进程复制的是被锁上的锁，不能再上一次锁

多线程程序如何使用fork？

 为了解决上面的问题，系统提供了一个方法 pthread_atfork（）；参数为三个函数指针，分别指向三个函数，分别为：void *prepare（void）；它将在fork调用之前被执行，在父进程中执行的用来锁住所有父进程中的互斥锁。 void *parent（void）；它将在fork调用创建出子进程之后，在返回之前，在父进程中被执行，作用是释放所有被prepare锁住的互斥锁。 void *child（void）； 是在fork返回之前，在子进程中被执行，和parent一样，child作用也是用于释放所有被prepare锁住的互斥锁，该函数成功返回时0，返回失败是错误码。

 线程属性

 setdetachstate相当于pthread_join();

使用时把pthread_create();中第二个参数改为&attr

线程的实现：

1.纯粹用户级线程，由用户管理创建调度，内核不参与感知不到，优点开销小，缺点无法使用多个处理器，只能实现并发！

2.纯粹内核级内核创建并有内核来管理，优点可以使用多个处理器 ，缺点开销大，但可以实现真正意义上的并行！

3.组合级，用户和内核组合对线程的管理

多线程调试

info threads  //查看线程信息，当被调试的主线程，线程id为*1

thread +线程id号  // 切换线程

面试问题

1.线程和进程的区别

答：线程指进程雷部的一条执行路径（序列）  进程：一个正在运行的程序

2.线程的实现

答：纯粹用户级线程，由用户管理创建调度，内核不参与感知不到，优点开销小，缺点无法使用多个处理器，只能实现并发！

纯粹内核级内核创建并有内核来管理，优点可以使用多个处理器 ，缺点开销大，但可以实现真正意义上的并行！

组合级，用户和内核组合对线程的管理

3.线程并发运行

答：举例：当我们处理器为双核或者更多时，打印5000会出现4999的情况，这是因为在某一个时间里，两个处理器同时处理了同一个值加一，这种情况在处理器越多的情况下越容易发生数值重合加一

4.线程通讯的同步方法

答：设置信号量、互斥锁、条件变量、读写锁

5.线程安全

答：多线程程序无论 调度顺序先后，都可以保证得到一个正确的一致的结果，我们就称为线程安全，正确性保证就是安全，使用线程同步和使用线程安全函数（可重入函数，比如：函数名_r）来实现线程安全