創(chuàng)建線程

int pthread_create(pthread_t *restrict tidp, const pthread_attr_t *restrict attr, void *(*start_function)(void *),void *restrict arg)
//成功返回０，其他值則出錯(cuò)
// 第一個(gè)參數(shù)為指向線程標(biāo)識(shí)符的指針．第二個(gè)參數(shù)用來設(shè)置線程的屬性斋扰，第三個(gè)參數(shù)是線程運(yùn)行函數(shù)的起始位置，第四個(gè)參數(shù)是運(yùn)行函數(shù)的參數(shù)

extern int pthread_join __p(pthread_t __th,void ** __thread_return);
//第一個(gè)參數(shù)為被等待的線程標(biāo)識(shí)符，第二個(gè)參數(shù)為一個(gè)用戶定義的指針逆皮，它可以用來存儲(chǔ)被等待線程的返回值.
//這個(gè)函數(shù)是一個(gè)線程阻塞的函數(shù)帘饶，調(diào)用它的函數(shù)將一直等待到被等待的線程結(jié)束為止，當(dāng)函數(shù)返回時(shí)答朋，被等待線程的資源被收回碗旅。如果執(zhí)行成功渡处，將返回0，如果失敗則返回一個(gè)錯(cuò)誤號(hào)祟辟。

C99新增restrict用于限定指針;該關(guān)鍵字用于告訴編譯器,所有修改該指針?biāo)赶虻膬?nèi)容的操作全部都是基于該指針的,即不存在其它進(jìn)行修改操作的途徑;這樣可以幫助編譯器進(jìn)行更好的代碼優(yōu)化.生成更有效率的匯編代碼.在gcc中使用C99標(biāo)準(zhǔn)要加上 -std=C99;
例如:void *memcpy( void * restrict dest ,const void * restrict src,sizi_t n) 這是一個(gè)很有用的內(nèi)存復(fù)制函數(shù)医瘫，由于兩個(gè)參數(shù)都加了restrict限定，所以兩塊區(qū)域不能重疊旧困，即 dest指針?biāo)傅膮^(qū)域醇份，不能讓別的指針來修改稼锅，即src的指針不能修改. 相對(duì)應(yīng)的別一個(gè)函數(shù) memmove(void *dest,const void * src,size_t)則可以重疊。

• 與fork()調(diào)用創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程的方法不同,pthread_create()創(chuàng)建的線程并不具備和主線程(即調(diào)用pthread_create()的線程)同樣的執(zhí)行序列,而是使其運(yùn)行start_routine(arg)函數(shù)僚纷。thread返回創(chuàng)建的線程ID矩距，而 attr是創(chuàng)建線程時(shí)設(shè)置的線程屬性。pthread_create()的返回值表示線程創(chuàng)建是否成功怖竭。盡管arg是void *類型的變量锥债，但它同樣可以作為任意類型的參數(shù)傳給start_routine()函數(shù)；同時(shí)痊臭，start_routine()可以返回一個(gè)void *類型的返回值赞弥，而這個(gè)返回值也可以是其他類型，并由pthread_join()獲取趣兄。
• 為了設(shè)置attr屬性绽左，POSIX定義了一系列屬性設(shè)置函數(shù)，包括pthread_attr_init()艇潭、pthread_attr_destroy()和與各個(gè)屬性相關(guān)的pthread_attr_get---/pthread_attr_set---函數(shù)拼窥。

線程取消

通常線程會(huì)在主體函數(shù)退出的時(shí)候自動(dòng)終止,但是也可以因?yàn)槭盏搅硗庖粋€(gè)線程發(fā)來的終止(取消)請(qǐng)求而強(qiáng)制終止.線程取消的方法是向目標(biāo)線程發(fā)送cancel信號(hào),但是如何處理cancel信號(hào)則是由目標(biāo)線程自己決定的,可以忽略,立即終止,或者是繼續(xù)運(yùn)行到cancelation-point(取消點(diǎn)),由不同的cancelation狀態(tài)決定.線程收到CANCEL信號(hào)的缺省狀態(tài)是運(yùn)行到取消點(diǎn)(pthread_create()創(chuàng)建線程的缺省狀態(tài)).
取消點(diǎn)包括以下一些函數(shù):pthread_join(),pthread_testcancel(),pthread_condition_wait(),pthread_cond_timewait(),sem_wait(),sigwait()等等函數(shù),以及read(),write()等會(huì)引起阻塞的系統(tǒng)調(diào)用都是取消點(diǎn).而其他pthread函數(shù)都不會(huì)引起Cancelation動(dòng)作。但是pthread_cancel的手 冊(cè)頁(yè)聲稱蹋凝，由于LinuxThread庫(kù)與C庫(kù)結(jié)合得不好鲁纠，因而目前C庫(kù)函數(shù)都不是Cancelation-point；但CANCEL信號(hào)會(huì)使線程從阻 塞的系統(tǒng)調(diào)用中退出鳍寂，并置EINTR錯(cuò)誤碼改含，因此可以在需要作為Cancelation-point的系統(tǒng)調(diào)用前后調(diào)用 pthread_testcancel()，從而達(dá)到POSIX標(biāo)準(zhǔn)所要求的目標(biāo)迄汛，即如下代碼段：

pthread_testcancel();
retcode = read(fd,buffer,length);
pthread_testcancel();

• 若線程處于無(wú)限循環(huán),且沒有執(zhí)行到取消點(diǎn)的必然路徑,則線程無(wú)法由外部的其他線程取消請(qǐng)求而終止,因此在這樣的循環(huán)體的必經(jīng)路徑上應(yīng)該加入pthread_testcancel()調(diào)用.

• 通過 int pthread_cancel(pthread_t tid);發(fā)送終止信號(hào)給thread線程,若成功則返回0,否則非0,成功發(fā)送并不意味著thread會(huì)終止.(那么檢查pthread_cancel的返回狀態(tài)不是沒有意義么???)

• int pthread_setcancelstate(int state, int *oldstate):設(shè)置本線程對(duì)Cancel信號(hào)的反應(yīng)捍壤，state有兩種值：PTHREAD_CANCEL_ENABLE（缺省）和PTHREAD_CANCEL_DISABLE鞍爱，分別表示收到信號(hào)后設(shè)為CANCLED狀態(tài)和忽略CANCEL信號(hào)繼續(xù)運(yùn)行鹃觉；old_state如果不為 NULL則存入原來的Cancel狀態(tài)以便恢復(fù)。

• int pthread_setcanceltype(int type, int *oldtype)設(shè)置本線程取消動(dòng)作的執(zhí)行時(shí)機(jī)睹逃，type由兩種取值：PTHREAD_CANCEL_DEFFERED和PTHREAD_CANCEL_ASYCHRONOUS盗扇，僅當(dāng)Cancel狀態(tài)為Enable時(shí)有效，分別表示收到信號(hào)后繼續(xù)運(yùn)行至下一個(gè)取消點(diǎn)再退出和 立即執(zhí)行取消動(dòng)作（退出）沉填；oldtype如果不為NULL則存入運(yùn)來的取消動(dòng)作類型值疗隶。

• void pthread_testcancel(void)檢查本線程是否處于Canceld狀態(tài)，如果是翼闹，則進(jìn)行取消動(dòng)作斑鼻，否則直接返回。

互斥鎖

pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex, const pthread_mutexattr_t *restrict attr);

• pthread_mutex_t 是posix下抽象出的一個(gè)鎖類型的結(jié)構(gòu)：pthread_mutex_t.通過對(duì)該結(jié)構(gòu)的訪問．顧名思義橄碾，加鎖以后卵沉，別人就無(wú)法打開，只有當(dāng)鎖沒有關(guān)閉的時(shí)候才可以訪問資源．使用互斥鎖可以讓線程按順序執(zhí)行．通常法牲，互斥鎖通過確保一次只有一個(gè)線程執(zhí)行代碼的臨界段來同步多個(gè)線程．互斥鎖還可以保護(hù)單線程代碼．要更改缺省的互斥鎖屬性史汗，可以對(duì)屬性對(duì)象進(jìn)行聲明和初始化。通常拒垃，互斥鎖屬性會(huì)設(shè)置在應(yīng)用程序開頭的某個(gè)位置停撞，以便可以快速查找和輕松修改。
• pthread_mutex_init()函數(shù)是以動(dòng)態(tài)方式創(chuàng)建互斥鎖的悼瓮，參數(shù)attr指定了新建互斥鎖的屬性戈毒。如果參數(shù)attr為NULL，則使用默認(rèn)的互斥鎖屬性横堡，默認(rèn)屬性為快速互斥鎖 埋市。互斥鎖的屬性在創(chuàng)建鎖的時(shí)候指定命贴，在LinuxThreads實(shí)現(xiàn)中僅有一個(gè)鎖類型屬性道宅，不同的鎖類型在試圖對(duì)一個(gè)已經(jīng)被鎖定的互斥鎖加鎖時(shí)表現(xiàn)不同。函數(shù)成功完成之后會(huì)返回０胸蛛，其他的任何值表示出現(xiàn)錯(cuò)誤．執(zhí)行成功后污茵，互斥鎖被初始化為鎖住的狀態(tài)．

互斥鎖的屬性：

1. PTHREAD_MUTEX_TIMED_NP，這是缺省值葬项，也就是普通鎖泞当。當(dāng)一個(gè)線程加鎖以后，其余請(qǐng)求鎖的線程將形成一個(gè)等待隊(duì)列民珍，并在解鎖后按優(yōu)先級(jí)獲得鎖襟士。這種鎖策略保證了資源分配的公平性。
2. PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE_NP嚷量，嵌套鎖敌蜂，允許同一個(gè)線程對(duì)同一個(gè)鎖成功獲得多次，并通過多次unlock解鎖津肛。如果是不同線程請(qǐng)求章喉，則在加鎖線程解鎖時(shí)重新競(jìng)爭(zhēng)。
3. PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK_NP身坐，檢錯(cuò)鎖崔涂，如果同一個(gè)線程請(qǐng)求同一個(gè)鎖，則返回EDEADLK策幼，否則與PTHREAD_MUTEX_TIMED_NP類型動(dòng)作相同狈涮。這樣就保證當(dāng)不允許多次加鎖時(shí)不會(huì)出現(xiàn)最簡(jiǎn)單情況下的死鎖。
4. PTHREAD_MUTEX_ADAPTIVE_NP涯鲁，適應(yīng)鎖巷查，動(dòng)作最簡(jiǎn)單的鎖類型有序，僅等待解鎖后重新競(jìng)爭(zhēng)。

鎖的一些操作

1. int pthread_mutxe_lock(pthread_mutex_t *mutex)
2. int phread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex)
3. int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex)

pthread_mutex_trylock()語(yǔ)義與pthread_mutex_lock()類似岛请，不同的是在鎖已經(jīng)被占據(jù)時(shí)返回EBUSY而不是掛起等待旭寿。

死鎖

死鎖主要發(fā)生在有多個(gè)依賴鎖存在時(shí), 會(huì)在一個(gè)線程試圖以與另一個(gè)線程相反順序鎖住互斥量時(shí)發(fā)生. 如何避免死鎖是使用互斥量應(yīng)該格外注意的東西〕绨埽總體來講, 有幾個(gè)不成文的基本原則:

1. 對(duì)共享資源操作前一定要獲得鎖盅称。
2. 完成操作以后一定要釋放鎖。
3. 盡量短時(shí)間地占用鎖后室。
4. 如果有多鎖, 如獲得順序是ABC連環(huán)扣, 釋放順序也應(yīng)該是ABC缩膝。
5. 線程錯(cuò)誤返回時(shí)應(yīng)該釋放它所獲得的鎖。

條件變量

#include <pthread.h>
pthread_cond_init(pthread_cond_t *cv, const pthread_condattr_t *attr);
//成功返回０岸霹，其他的值表示錯(cuò)誤

不能由多個(gè)線程同時(shí)初始化一個(gè)條件變量疾层。當(dāng)需要重新初始化或釋放一個(gè)條件變量時(shí)，應(yīng)用程序必須保證這個(gè)條件變量未被使用贡避。

int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *cv, pthread_mutex_t *mutex);
//返回０表示成功云芦，其他值表示失敗

該函數(shù)將解鎖mutex參數(shù)指向的互斥鎖，并使當(dāng)前線程阻塞在cv參數(shù)指向的條件變量上贸桶。被阻塞的線程可以被pthread_cond_signal函數(shù)舅逸，pthread_cond_broadcast函數(shù)喚醒，也可能在被信號(hào)中斷后被喚醒皇筛。pthread_cond_wait函數(shù)的返回并不意味著條件的值一定發(fā)生了變化琉历，必須重新檢查條件的值。pthread_cond_wait函數(shù)返回時(shí)水醋，相應(yīng)的互斥鎖將被當(dāng)前線程鎖定旗笔，即使是函數(shù)出錯(cuò)返回。一般一個(gè)條件表達(dá)式都是在一個(gè)互斥鎖的保護(hù)下被檢查拄踪。當(dāng)條件表達(dá)式未被滿足時(shí)蝇恶，線程將仍然阻塞在這個(gè)條件變量上。當(dāng)另一個(gè)線程改變了條件的值并向條件變量發(fā)出信號(hào)時(shí)惶桐，等待在這個(gè)條件變量上的一個(gè)線程或所有線程被喚醒撮弧，接著都試圖再次占有相應(yīng)的互斥鎖。

pthread_cleanup_push()和pthread_cleanup_pop()的目的和作用

例如一個(gè)線程thread1：

pthread_mutex_lock(&mutex);
//一些會(huì)阻塞程序運(yùn)行的調(diào)用姚糊，比如套接字的accept贿衍，等待客戶連接
sock = accept(......);            //這里是隨便找的一個(gè)可以阻塞的接口
pthread_mutex_unlock(&mutex);

上例中若線程1執(zhí)行了accept(),線程會(huì)阻塞（也就是等在那里，有客戶端連接的時(shí)候才返回救恨，或則出現(xiàn)其他故障）贸辈，線程等待中......
這時(shí)候線程2發(fā)現(xiàn)線程1等了很久，不賴煩了肠槽，他想關(guān)掉線程1擎淤，于是調(diào)用pthread_cancel()或者類似函數(shù)奢啥，請(qǐng)求線程1立即退出。這時(shí)候線程1仍然在accept等待中嘴拢，當(dāng)它收到線程2的cancel信號(hào)后桩盲，就會(huì)從accept中退出，然后終止線程炊汤，注意這個(gè)時(shí)候線程1還沒有執(zhí)行：pthread_mutex_unlock(&mutex);也就是說鎖資源沒有釋放，這回造成其他線程的死鎖問題弊攘。
所以必須在線程接收到cancel后用一種方法來保證異常退出(也就是線程沒達(dá)到終點(diǎn))時(shí)可以做清理工作(主要是解鎖方面)抢腐，pthread_cleanup_push和pthread_cleanup_pop就是用來做這樣的工作的。

pthread_cleanup_push(some_clean_func,...)
pthread_mutex_lock(&mutex);
//一些會(huì)阻塞程序運(yùn)行的調(diào)用襟交，比如套接字的accept迈倍，等待客戶連接
sock = accept(......);            //這里是隨便找的一個(gè)可以阻塞的接口
pthread_mutex_unlock(&mutex);
pthread_cleanup_pop(0);
return NULL;

上面的代碼，如果accept被cancel后線程退出捣域，會(huì)自動(dòng)調(diào)用some_clean_func函數(shù)啼染，在這個(gè)函數(shù)中你可以釋放鎖資源。如果accept沒有被cancel焕梅，那么線程繼續(xù)執(zhí)行迹鹅，當(dāng)pthread_mutex_unlock(&mutex);表示線程自己正確的釋放資源了，而執(zhí)行pthread_cleanup_pop(0);也就是取消掉前面的some_clean_func函數(shù)贞言。接著return線程就正確的結(jié)束了斜棚。
push進(jìn)去的函數(shù)可能在以下三個(gè)時(shí)機(jī)執(zhí)行：

1. 顯示的調(diào)用pthread_exit();
2. 在cancel點(diǎn)線程被cancel。
3. pthread_cleanup_pop()的參數(shù)不為0時(shí)该窗。