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這篇文章主要介紹“Linux線程的創建方式是什么”，在日常操作中，相信很多人在Linux線程的創建方式是什么問題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡單好用的操作方法，希望對大家解答”Linux線程的創建方式是什么”的疑惑有所幫助！接下來，請跟著小編一起來學習吧！
線程是進程內部的一條執行序列或執行路徑，一個進程可以包含多條線程。
從資源分配的角度來看，進程是操作系統進行資源分配的基本單位。
從資源調度的角度來看，線程是資源調度的最小單位，是程序執行的最小單位
執行序列就是一組有序指令的集合——函數。
線程是進程內部的一條執行序列，一個進程至少有一條線程，稱之為主線程（main方法代表的執行序列），可以通過線程庫創建其他線程（給線程制定一個它要執行的函數），將創建的線程稱之為函數線程。
內核級線程（由內核直接創建和管理線程，雖然創建開銷較大，但是可以利用多處理器的資源）
用戶級線程（由線程庫創建和管理多個線程，線程的實現都是在用戶態，內核無法感知，創建開銷較小，無法使用多處理器的資源）
混合級線程（結合以上兩種方式實現，可以利用多處理器的資源，從而在用戶空間中創建更多的線程，從而映射到內核空間的線程中，多對多，N：M（N>>M））
Linux 實現線程的機制非常獨特。從內核的角度來說，它并沒有線程這個概念。
Linux 把所有的線程都當做進程來實現。內核并沒有準備特別的調度算法或是定義特別的數據結構來表征線程。
相反，線程僅僅被視為一個與其他進程共享某些資源的進程。
每個線程都擁有唯 一隸屬于自己的task_struct，所以在內核中，它看起來就像是一個普通的進程（只是線程和 其他一些進程共享某些資源，如地址空間）
進程是資源分配最小單位，線程是程序執行的最小單位；
線程間的切換效率相比進程間的切換要高
進程有自己獨立的地址空間，每啟動一個進程，系統都會為其分配地址空間，建立數據表來維護代碼段、堆棧段和數據段，線程沒有獨立的地址空間，它使用相同的地址空間共享數據；
創建一個線程比進程開銷小；
線程占用的資源要?進程少很多。
線程之間通信更方便，同一個進程下，線程共享全局變量，靜態變量等數據，進程之間的通信需要以通信的方式（IPC）進行；（但多線程程序處理好同步與互斥是個難點）
多進程程序更安全，生命力更強，一個進程死掉不會對另一個進程造成影響（源于有獨立的地址空間），多線程程序更不易維護，一個線程死掉，整個進程就死掉了（因為共享地址空間）；
進程對資源保護要求高，開銷大，效率相對較低，線程資源保護要求不高，但開銷小，效率高，可頻繁切換；
線程 【創建、退出、等待】
互斥鎖【創建、銷毀、加鎖】、解鎖】
條件【創建、銷毀、觸發、廣播、等待】
1.創建線程
#include<phread.h> int pthread_create(pthread_t *id , pthread_attr_t *attr, void(*fun)(void*), void *arg);
id ：傳遞一個pthread_t類型的變量的地址，創建成功后，用來獲取新創建的線程的TID
attr：指定線程的屬性 默認使用NULL
fun：線程函數的地址
arg：傳遞給線程函數的參數
返回值，成功返回0，失敗返回錯誤碼
多線程代碼示例
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<pthread.h>
//聲明一個線程函數
void *fun(void *);
int main()
{
printf("main start\n");
pthread_t id;
//創建函數線程，并且指定函數線程要執行的函數
int res = pthread_create(&id,NULL,fun,NULL);
assert(res == 0);
//之后并發運行
int i = 0;
for(; i < 5; i++)
{
printf("main running\n");
sleep(1);
}
printf("main over\n");
exit(0);
}
//定義線程函數
void* fun(void *arg)
{
printf("fun start\n");
int i = 0;
for(; i < 3;i++)
{
printf("fun running\n");
sleep(1);
}
printf("fun over\n");
}gcc編譯代碼時報`undifined reference to xxxxx錯誤，都是因為程序中調用了一些方法，但是沒有連接該方法所在的文件，例如下面的情況：
連接庫文件編譯成功并執行，這一點在幫助手冊中也有提示：Compile and link with -pthread
比較兩次運行的結果發現前三條執行語句時一樣的
結論
創建線程并執行線程函數，和調用函數是完全不同的概念。
主線程和函數線程是并發執行的。
線程提前于主線程結束時，不會影響主線程的運行
主線程提前于線程結束時，整個進程都會結束，其他線程也會結束
創建函數線程后，哪個線程先被執行是有操作系統的調度算法和機器環境決定。
函數線程在主線程結束后也隨之退出，原因：主線程結束時使用的是exit方法，這個方法結束的是進程。
然而修改代碼為：pthread_exit(NULL);此時主線程結束，函數線程會繼續執行直至完成。即便如此，我們還是不推薦大家手動結束主線程，我們更喜歡讓主線程等待一會。
給線程函數傳參
①值傳遞
將變量的值直接轉成void*類型進行傳遞
因為線程函數接受的是一個void*類型的指針，只要是指針，32位系統上都是4個字節，值傳遞就只能傳遞小于或等于4字節的值。
代碼示例
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<pthread.h>
void *fun(void *);
int main()
{
printf("main start\n");
int a = 10;
pthread_t id;
int res = pthread_create(&id,NULL,fun,(void*)a);
assert(res == 0);
int i = 0;
for(; i < 5; i++)
{
printf("main running\n");
sleep(1);
}
printf("main over\n");
exit(0);
}
void* fun(void *arg)
{
int b = (int)arg;
printf("b == %d\n",b);
}
②地址傳遞
將變量（所有類型）的地址強轉成void*類型進行傳遞，就和在普通函數調用傳遞變量的地址相似。
主線程和函數線程通過這個地址就可以共享地址所指向的空間。
一個進程內的所有線程是共享這個進程的地址空間。
多線程下進程的4G虛擬地址空間
一個進程內的所有線程對于全局數據，靜態數據，堆區空間都是共享的。
線程之間傳遞數據很簡單，但是隨之帶來的問題就是線程并發運行時無法保證線程安全。
代碼示例
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<pthread.h>
int gdata = 10; //.data
void *fun(void *);
int main()
{
int *ptr = (int *)malloc(4);//.heap
*ptr = 10;
pthread_t id;
int res = pthread_create(&id,NULL,fun,(void*)ptr);
assert(res == 0);
sleep(2);//等待兩秒，保證函數線程已經講數據修改
printf("main : gdata == %d\n",gdata);
printf("main : *ptr = %d\n",*ptr);
exit(0);
}
void *fun(void *arg)
{
int *p = (int*)arg;
gdata = 20000;
*p = 20;
printf("fun over\n");
}
線程退出的三種方式：
線程從執行函數返回，返回值是線程的退出碼；
線程被同一進程的其他線程取消；
調用pthread_exit（）函數退出；
等待線程終止
int pthread_join(pthread_t thread, void **retval); args: pthread_t thread: 被連接線程的線程號，該線程必須位于當前進程中，而且不得是分離線程 void **retval :該參數不為NULL時，指向某個位置 在該函數返回時，將該位置設置為已終止線程的退出狀態 return: 線程連接的狀態，0是成功，非0是失敗
當A線程調用線程B并 pthread_join() 時，A線程會處于阻塞狀態，直到B線程結束后，A線程才會繼續執行下去。當 pthread_join() 函數返回后，被調用線程才算真正意義上的結束，它的內存空間也會被釋放（如果被調用線程是非分離的）。
這里有三點需要注意：
1.被釋放的內存空間僅僅是系統空間，你必須手動清除程序分配的空間，比如 malloc() 分配的空間。
2.一個線程只能被一個線程所連接。
3.被連接的線程必須是非分離的，否則連接會出錯。所以可以看出pthread_join()有兩種作用：1-用于等待其他線程結束：當調用 pthread_join() 時，當前線程會處于阻塞狀態，直到被調用的線程結束后，當前線程才會重新開始執行。2-對線程的資源進行回收：如果一個線程是非分離的（默認情況下創建的線程都是非分離）并且沒有對該線程使用 pthread_join() 的話，該線程結束后并不會釋放其內存空間，這會導致該線程變成了“僵尸線程”。
等待指定的子線程結束
等待thread（）指定的線程退出，線程未退出時，該方法阻塞
result接收thread線程退出時，指定退出信息
int pthread_join(pthread_t id,void **result)//調用這個方法的線程會阻塞，直到等待線程結束
代碼演示：
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<pthread.h>
int main()
{
printf("main start\n");
pthread_t id;
int res = pthread_create(&id,NULL,fun,NULL);
assert(res == 0);
//之后并發運行
int i = 0;
for(; i < 5; i++)
{
printf("main running\n");
sleep(1);
}
char *s = NULL;
pthread_join(id,(void **)&s);
printf("join : s = %s\n",s);
exit(0);
}
//定義線程函數
void* fun(void *arg)
{
printf("fun start\n");
int i = 0;
for(; i < 10;i++)
{
printf("fun running\n");
sleep(1);
}
printf("fun over\n");
pthread_exit("fun over");//將該字符常量返回給主線程
}此時，主線程完成五次輸出，就會等待子線程結束，阻塞等待，子線程結束后，最后，主線程打印join：s = fun over
關于exit和join的一些詳細說明：
線程自己運行結束，或者調用pthread_exit結束，線程都會釋放自己獨有的空間資源；
若線程是非分離的，線程會保留線程ID號，直到其他線程通過joining這個線程確認其已經死亡，join的結果是joining線程得到已終止線程的退出狀態，已終止線程將消失；
若線程是分離的，不需要使用pthread_exit（），線程自己運行結束，線程結束就會自己釋放所有空間資源（包括線程ID號）；
子線程最終一定要使用pthread_join（）或者設置為分離線程來結束線程，否則線程的資源不會被完全釋放（使用取消線程功能也不能完全釋放）；
主線程運行pthrea_exit()，會結束主線程，但是不會結束子線程；
主線程結束，則整個程序結束，所以主線程最好使用pthread_join函數等待子線程結束，使用該函數一個線程可以等待多個線程結束；
使用pthread_join函數的線程將會阻塞，直到被join的函數線程結束，該函數返回，但是它對被等待終止的線程運行沒有影響；
如果子線程使用exit()則可以結束整個進程；
線程具有的屬性可以在線程創建的時候指定；
——pthread_create()函數的第二個參數(pthread_attr_t *attr)表示線程的屬性，在以前的例子中將其值設為NULL,也就是采用默認屬性，線程的多項屬性都是可以修改的，這些屬性包括綁定屬性，分離屬性，堆棧屬性，堆棧大小，優先級。
系統默認的是非綁定，非分離，缺省1M的堆棧以及父子進程優先級相同
線程結構如下：
typedef struct
{
int detachstate; //線程的分離狀態
int schedpolicy; //線程調度策略
struct sched_param schedparam; //線程的調度參數
int inheritsched; //線程的繼承性
int scope; //線程的作用域
size_t guardsize; //線程棧末尾的警戒緩沖區大小
int stackaddr_set; //線程的棧設置
void* stackaddr; //線程棧的位置
size_t stacksize; //線程棧的大小
} pthread_attr_t;每一個屬性都有對應的一些函數，用于對其進行查看和修改，下面分別介紹：
初始化和去初始化分別對應于如下的兩個函數：
#include <pthread.h> ①int pthread_attr_init(pthread_attr_t *attr); ②it pthread_attr_destroy(pthread_attr_t *attr);
①功能：
初始化線程屬性函數，注意：應先初始化線程屬性，再pthread_create創建線程
參數：
attr：線程屬性結構體
返回值：
成功：0
失敗：-1
②功能：
銷毀線程屬性所占用的資源函數
參數：
attr：線程屬性結構體
返回值：
成功：0
失敗：-1
線程的分離狀態決定一個線程以什么樣的方式來終止自己，這個在之前我們也說過了。
非分離狀態：線程的默認屬性是非分離狀態，這種情況下，原有的線程等待創建的線程結束。只有當pthread_join()函數返回時，創建的線程才算終止，才能釋放自己占用的系統資源。
分離狀態：分離線程沒有被其他的線程所等待，自己運行結束了，線程也就終止了，馬上釋放系統資源。應該根據自己的需要，選擇適當的分離狀態。
相關API如下：
#include <pthread.h> int pthread_attr_setdetachstate(pthread_attr_t *attr, int detachstate);
功能：設置線程分離狀態
參數：
attr：已初始化的線程屬性
detachstate： 分離狀態
PTHREAD_CREATE_DETACHED（分離線程）
PTHREAD_CREATE_JOINABLE（非分離線程）
返回值：
成功：0
失敗：非0
int pthread_attr_getdetachstate(const pthread_attr_t *attr, int *detachstate);
功能：獲取線程分離狀態
參數：
attr：已初始化的線程屬性detachstate： 分離狀態
PTHREAD_CREATE_DETACHED（分離線程）
PTHREAD _CREATE_JOINABLE（非分離線程）
返回值：
成功：0
失敗：非0
注意：
當一個線程被設置為分離線程時，假設此時該線程的執行速度非常快，它很可能在pthread_create返回之前就終止； 終止之后將線程號和系統資源移交給其他線程使用，這樣調用create就得到了錯誤的線程號，因此就必須采取一些同步措施，可以在被創建的線程里調用pthread_cond_timedwait函數，讓這個線程等待一會兒，留出足夠的時間讓函數pthread_create返回，設置一段等待時間，是在多線程編程里常用的方法。但是注意不要使用諸如wait()之類的函數，它們是使整個進程睡眠，并不能解決線程同步的問題。
到此，關于“Linux線程的創建方式是什么”的學習就結束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實踐的搭配能更好的幫助大家學習，快去試試吧！若想繼續學習更多相關知識，請繼續關注億速云網站，小編會繼續努力為大家帶來更多實用的文章！
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