线程控制－－１
一、进程与线程的
1.1 引子
进程是房子，线程是房子里的人
进程之间是独立的、解耦的（不同房子）
线程属于同一个房子，共享房子里的资源
1.2 共享 vs 独占
线程独占的数据（不是绝对独占，只是当前分配给你）：
线程ID（用户态标识）——重要
一组寄存器（线程的上下文数据）——最重要
栈——最重要
errno
信号屏蔽字
调度优先级
线程共享的数据：
堆区、共享区
文件描述符表
每种信号的处理方式（SIG_IGN、SIG_DFL或自定义handler）
当前工作目录
用户ID和组ID
核心理解：线程的"独占"数据，本质是执行流需要的私有上下文；其他所有资源都是进程级的，被所有线程共享。
二、POSIX线程库（pthread）
2.1 什么是pthread库
与线程有关的函数构成一个完整系列，绝大多数以
pthread_开头使用时要引入头文件
<pthread.h>链接时要加
-lpthread选项gcc program.c -o program -lpthread
2.２ 用户级线程的实质
Linux 下的线程之所以叫用户级线程，是因为我们用用户态的pthread.so来完成线程的管理工作：
内核只提供轻量级进程（LWP）
pthread库在用户态对这些 LWP 进行封装和管理我们操作的是库提供的线程句柄，不是内核直接暴露的 LWP
三、线程创建：pthread_create
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine)(void*), void *arg);参数详解
| 参数 | 作用 | 说明 |
|---|---|---|
thread | 返回线程ID | 输出型参数，不是 LWP，而是库维护的地址（对 LWP 的封装） |
attr | 线程属性 | 一般设 NULL，用默认属性 |
start_routine | 线程入口函数 | 新线程要执行的函数（回调函数） |
arg | 传给入口函数的参数 | 会传递给start_routine |
返回值
成功：返回 0
失败：返回错误码（不是设置 errno）
理解线程ID
pthread_t不是 LWP 号，而是一个地址——指向pthread库内部维护的线程控制块（TCB）的指针。LWP 是内核看到的，不需要暴露给用户。
四、线程退出
4.1 三种退出方式
| 方式 | 调用者 | 特点 |
|---|---|---|
return | 线程函数 | 正常返回，返回值是退出信息 |
pthread_exit() | 线程内部 | 主动终止自己，可带退出信息 |
pthread_cancel() | 其他线程 | 取消指定线程 |
线程异常退出时，需要考虑退出信号之类的吗，不用，因为线程异常退出，进程也就会异常 退出，那我们也要拿到错误信号啊，那就是进程的父进程的事情了，与线程无关
4.2 pthread_exit退出
void pthread_exit(void *value_ptr);value_ptr：线程的返回值（退出信息）注意：需要注意,pthread_exit或者return返回的指针所指向的内存单元必须是全局的或者是⽤malloc分配的,不能在线程函数的栈上分配,因为当其它线程得到这个返回指针时线程函数已经退出了。
应指向全局变量或
malloc分配的内存，或者自己写一个字面值作为返回信息
4.3 pthread_cancel
int pthread_cancel(pthread_t thread);一个线程可以取消另一个线程，thread就是你要取消的目标线程的ｉｄ
适合主线程取消其他线程
4.4 一个重要区别
exit()：终止整个进程（任何线程调用都会导致所有线程退出）pthread_exit()：只终止当前线程
五、线程等待：pthread_join
int pthread_join(pthread_t thread, void **value_ptr);为什么需要等待？
主线程结束意味着进程结束，所有线程会被强制终止
如果不等待，新线程可能没执行完就结束了
类似进程的
wait，不等待会造成类似（注意是类似）僵尸的问题（虽然查不到，但存在）
调⽤该函数的线程将挂起等待,直到id为thread的线程终⽌。thread线程以不同的⽅法终⽌,通过
pthread_join得到的终⽌状态是不同的，总结如下:
1. 如果thread线程通过return返回,value_ ptr所指向的单元⾥存放的是thread线程函数的返回值。 2. 如果thread线程被别的线程调⽤pthread_ cancel异常终掉,value_ ptr所指向的单元 ⾥存放的是常数PTHREAD_ CANCELED。 3. 如果thread线程是⾃⼰调⽤pthread_exit终⽌的,value_ptr所指向的单元存放的是传给 pthread_exit的参数。 4. 如果对thread线程的终⽌状态不感兴趣,可以传NULL给value_ ptr参数。参数
thread：要等待的线程IDvalue_ptr：获取线程的返回值（二级指针）
阻塞等待
pthread_join是阻塞的等待成功后自动解决新线程的“僵尸”问题（释放库内资源）
六、线程ID获取：pthread_self
pthread_t pthread_self(void);线程调用获取自己的线程ID。
可以配合pthread_join（pthread_self(void)）来自我取消
七、线程传参与返回值：底层原理
1 引子
// 新线程 void* thread_routine(void* args) { return (void*)10; // 返回一个整数 } // 主线程 void *ret; pthread_join(tid, &ret); printf("线程返回值: %ld\n", (long)ret); // 输出 102 返回值传递的底层机制
关键问题：新线程如何把自己的返回值交给主线程？主线程如何通过pthread_join获得？
答案就在pthread库内部：
程序启动时，会加载映射对应的库（如
pthread.so）库内部维护线程控制块（TCB）——描述线程的结构体
线程ID的本质：
pthread_t就是这个结构体在库中的虚拟地址线程退出时：返回值被写入
tcb->retvalpthread_join时：传入线程ID（即 TCB 地址）
从 TCB 中取出
retval通过二级指针参数输出给调用者
// pthread_join 简化逻辑 int pthread_join(pthread_t thread, void **value_ptr) { struct pthread_tcb *tcb = (struct pthread_tcb*)thread; // 等待线程结束... if (value_ptr != NULL) *value_ptr = tcb->retval; // 把返回值传给用户 return 0; }3 为什么线程ID是地址？
内核不关心用户态的线程标识
pthread库自己管理线程对象用地址作为 ID，可以直接定位到 TCB，高效访问
八、堆空间与线程的“拥有”关系
原则上，堆区间也是共享的，注意是原则上，因为我们声明了一个全局变量，但是只是在线程内部初始化他，那么这个变量就是该线程所拥有的，因为只有该线程知道这部分堆空间起始虚拟地址
理解：
堆空间本身是进程共享的（所有线程都能访问）
但如果你在线程内
new或malloc了一块内存，并把地址存在该线程私有的栈变量中其他线程不知道这个地址，就无法访问
所以从效果上看，这块堆内存被这个线程“独占”了
void* thread_routine(void* args) { int *data = new int(10); // data 是栈上的局部变量，存着堆地址 // 其他线程不知道 data 的值，就无法访问这块堆内存 return nullptr; }这体现了：共享是能力，独占是使用方式。
九、线程库的核心思想总结
层面 内容 内核层 轻量级进程（LWP），用 task_struct模拟线程库层 pthread.so封装 LWP，提供线程管理接口用户层 操作 pthread_t句柄，通过库函数管理线程线程ID是地址——指向库内 TCB，通过它：
pthread_join能找到线程的控制块从中取出返回值
释放线程资源
这就是为什么说 Linux 线程是用户级线程——管理逻辑在用户态库中实现，内核只提供轻量级进程作为底层支撑。