Linux操作系统之线程：线程控制
前言：
上一篇文章我们着重对线程他的共享代码这个特点进行了论述，讲解了部分性质与容易出现的问题。
那么现在我们本篇文章就更加深层次的来学习一下线程吧！
一、上文补充
我们说线程的绝大部分资源都是共享的，这句话其实不是很完善。
最准确的说法，线程之间一切都是共享的。
有人说：不是还有独立的栈结构吗？
其实，栈结构的独立性是编程语言或操作系统提供的逻辑保护，而非物理隔离。他只是不想让你看见，所以说如果你非要看见，是有办法的：
代码语言：javascript
AI代码解释
#include<iostream> #include<pthread.h> #include<unistd.h> int *ptr=nullptr; void* func1(void*_name) { std::string name=static_cast<const char*>(_name); int a=100;//临时变量，在栈上面 ptr=&a; while(true) { std::cout<<name<<"线程运行: "<<a<<std::endl; sleep(1); } } void* func2(void *_name) { std::string name=static_cast<const char*>(_name); while(true) { if(ptr!=nullptr)//防止func2先运行此时ptr还为空直接越界访问 std::cout<<name<<"线程运行: "<<(*ptr)++<<std::endl; sleep(1); } } int main() { pthread_t tid1,tid2; pthread_create(&tid1,nullptr,func1,(void*)"pthread-1"); pthread_create(&tid2,nullptr,func2,(void*)"pthread-2"); pthread_join(tid1,nullptr); pthread_join(tid2,nullptr); return 0; }可以看见这个代码中，我们在func一的线程中初始化了一个局部变量，但是我们可以通过上节课讲的共享的特性，用全局变量指针，来让多个线程之间看到同一份资源。
二、线程终止
我们之前一开始就给大家讲解了线程的创建，大家也就知道了在linux中严格意义上来说是没有线程的概念的，只有轻量级进程。
而我们的pthread_create函数内部其实是封装了clone，clone这个函数实际上是用来创建轻量级进程的。为了产生线程这个概念，我们就在轻量级进程上面进行了一层封装，这也就是pthread_create的由来。
而pthread_create这个函数被各大语言封装成了各大语言（C++，java）线程接口，但是由于底层是pthread_create，所以我们在编译时都要链接上我们的pthread库。
回顾完我们线程创建的知识，现在我们来了解一下线程退出的几个方法：
我们手动给主副线程最后结束返回return可以知道，主线程使用return会导致所有线程都退出，也就是理论上的进程退出了。而副线程的return只会导致副线程退出。（这就跟我们调用了一个函数return返回一样，不会影响main函数）
那么exit呢？这个函数我们在讲进程退出时说过，这个函数会导致进程之间退出。那么大家就可以预料到了，无论是在主线程还是副线程中调用exit，都会导致所以线程立马退出，也就相当于进程退出。
正如同进程有专门的exit函数来退出，线程也有专门的函数调用来退出线程：
pthread_exit函数的作用就是终止调用它的线程，并可选地返回一个值（线程的退出状态）。
代码语言：javascript
AI代码解释
void* func(void* arg) { printf("子线程正在运行\n"); pthread_exit((void*)42); // 终止线程并返回值42 } int main() { pthread_t tid; void* retval; pthread_create(&tid, NULL, func, NULL); pthread_join(tid, &retval); // 获取子线程的退出值 printf("子线程返回: %ld\n", (long)retval); // 输出42 return 0; }值得一提的是，在多线程编程中，当线程通过pthread_exit或return返回一个指针时，必须确保该指针指向的内存是全局变量或堆内存（malloc分配），而不能是线程栈上的局部变量。这是因为线程栈的生命周期与线程绑定，线程退出后，其栈内存会被回收，导致返回的指针指向无效内存（悬垂指针），引发未定义行为（如数据损坏或程序崩溃）。
除了这个函数来退出线程之外，我们还可以取消线程：
pthread_cancel 是 POSIX 线程库中用于请求取消另一个线程的函数。它的作用类似于向目标线程发送一个“终止请求”，但具体是否终止、何时终止以及如何清理资源，取决于目标线程的取消状态和清理处理机制。
这个函数，通常是用我们的主线程调用，来取消副线程，取消的线程的返回值为-1。
代码语言：javascript
AI代码解释
void*func(void* argv) { while(true) { std::cout<<"子线程运行中 "<<std::endl; sleep(1); } } int main() { pthread_t tid; pthread_create(&tid, nullptr, func, nullptr); sleep(5); pthread_cancel(tid); void* ret=nullptr; pthread_join(tid, &ret); std::cout<<"子线程退出信息："<<(long long int)ret<<std::endl; return 0; }这里我们要注意什么呢？首先，你要取消一个线程，这个线程必须要先被启动了。并且，被你取消的进程一定要用join回收，否则会导致资源泄漏。
所以，我们就一定要谨慎调用这个函数。
三、线程等待
我们之前已经讲过线程等待函数pthread_join，所以我们这里不再过多赘述，我在这里补充一些内容。
那如果我们的主线程要做自己事情呢？
我们之前说过，线程等待会阻塞进程。有没有什么办法让主线程不阻塞呢？
有的：我们可以切换线程等待的状态。
一个线程有两种被等待的状态：
1、joined：线程需要join（默认状态）
2、detach：线程分离（主线程不必等待副线程）
我们可以调用pthread_detach函数使一个副线程的状态变为detach分离状态：
的作用是告诉操作系统：当该线程结束时，系统自动回收其资源，无需其他线程调用 pthread_join来等待它 。线程结束后，系统自动回收其资源，其他线程无法再调用 pthread_join等待它（调用会失败）。
但是这也会给我们带来一些问题：如果我们的主线程先退出了，副线程还没退出，并且副线程此时是分离状态呢？这会导致副线程直接退出（大部分系统下）
所以我们一定要保证主线程比副线程后退出，如果不能保证，就不要分离线程。
四、线程的exec问题
我们想问一下，当我们新建了一个线程之后，还能进行exec吗？此时exec会造成什么后果呢？
exec会 完全替换当前进程的地址空间，包括所有线程（无论是否分离），而线程共享同一个进程地址空间，所以其他线程的执行会被强制中断，且 没有机会执行清理操作。
所以我们不能使用exec的调用接口。
那如果我们想使用exec函数，该怎么办呢？
答案是：fork！！
没错，就算是在副线程中，我们也可以调用fork接口，创造一个新进程！！
随后，就能在这个进程中使用exec的调用接口了。
当我们在副线程中调用fork，他只会复制当前线程。也就是说，新创建的进程内只会有一个PCB。
总结：
兄弟们，线程这玩意儿就是个共享怪胎，表面上说栈是独立的，但实际上我用个全局指针就能偷看其他线程的栈数据！创建线程底层就是个clone系统调用，各大语言都是套了层皮而已。
线程退出的姿势也可多：主线程return直接带崩全场，副线程return就跟函数返回一样乖巧。pthread_exit能优雅退场还能留个遗言，但记住别返回局部变量的地址，不然分分钟给你来个悬垂指针的惊喜！
pthread_cancel这货就是个线程杀手，一枪崩了目标线程，但记得一定要用join收尸，不然资源泄漏有你受的。如果想不阻塞主线程？detach一下就行，但主线程要是先溜了，子线程直接凉凉。所以要保证退出顺序哦~最坑爹的是exec，这玩意儿一调用，管你几个线程统统完蛋！想用exec？先fork个新进程再说。不过fork也是个坑货，只复制当前线程，其他线程的锁啊资源啊全都不管了，死锁警告！总之，玩线程就是在刀尖上跳舞，一个不小心就翻车！