线程控制

操作系统并没有提供创建线程的系统调用接口，因此大佬们封装了一个线程的接口库实现线程控制。意为着用户创建线程都使用的是库函数（所以有时候我们说创建的线程是一个用户态线程，但是在内核中对应有一个轻量级进程实现线程程序的调度）

进程ID == 线程组id–tgid == 主线程pid

线程控制函数

pthread_self 函数

获取线程 ID。其作用对应进程中 getpid() 函数。
pthread_t pthread_self(void); 返回值：成功：0； 失败：无！
线程 ID：pthread_t 类型，本质：在 Linux 下为无符号整数(%lu)，其他系统中可能是结构体实现
线程 ID 是进程内部，识别标志。(两个进程间，线程 ID 允许相同)
注意：不应使用全局变量 pthread_t tid，在子线程中通过 pthread_create 传出参数来获取线程 ID，而应使用 pthread_self。

pthread_create 函数

创建一个新线程。 其作用，对应进程中 fork() 函数。
int pthread_create (pthread_t * thread,const pthread_attr_t *attr,void* (*start_routine)(void*),void* arg);
返回值：成功：0； 失败：错误号 -----Linux 环境下，所有线程特点，失败均直接返回错误号。
参数：
pthread_t：当前 Linux 中可理解为：typedef unsigned long int pthread_t;
参数 1：传出参数，保存系统为我们分配好的线程 ID
参数 2：通常传 NULL，表示使用线程默认属性。若想使用具体属性也可以修改该参数。
参数 3：函数指针，指向线程主函数(线程体)，该函数运行结束，则线程结束。
参数 4：线程主函数执行期间所使用的参数。

在一个线程中调用 pthread_create()创建新的线程后，当前线程从 pthread_create()返回继续往下执行，而新的线 程所执行的代码由我们传给 pthread_create 的函数指针 start_routine 决定。
start_routine 函数接收一个参数，是通过 pthread_create 的 arg 参数传递给它的，该参数的类型为 void *，这个指针按什么类型解释由调用者自己定义。
start_routine 的返回值类型也是 void*，这个指针的含义同样由调用者自己定义。start_routine 返回时，这个线程就 退出了，其它线程可以调用 pthread_join 得到 start_routine 的返回值，类似于父进程调用 wait(2)得到子进程的退出 状态，稍后详细介绍 pthread_join。
pthread_create 成功返回后，新创建的线程的 id 被填写到 thread 参数所指向的内存单元。我们知道进程 id 的类 型是 pid_t，每个进程的 id 在整个系统中是唯一的，调用 getpid(2)可以获得当前进程的 id，是一个正整数值。
线程 id 的类型是 thread_t，它只在当前进程中保证是唯一的，在不同的系统中 thread_t 这个类型有不同的实现，它可能 是一个整数值，也可能是一个结构体，也可能是一个地址，所以不能简单地当成整数用printf打印，调用pthread_self(3) 可以获得当前线程的 id。
pthread_t到底是什么类型呢？取决于实现。对于Linux目前实现的NPTL实现而言，pthread_t类型的线程ID，本质就 是一个进程地址空间上的一个地址。线程空间的首地址

练习：创建一个新线程，打印线程 ID。注意：链接线程库 -lpthread

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<pthread.h>void *thrd_func(void *arg)
{//子线程的IDprintf(" In thread id = %lu,pid = %u\n",pthread_self(),getpid());return NULL;
}int main(void)
{pthread_t tid;int ret;//主控线程IDprintf(" In main1 id = %lu,pid = %u\n",pthread_self(),getpid());ret = pthread_create(&tid,NULL,thrd_func,NULL);if(ret != 0){ printf("pthread_create error\n");exit(1);}   printf(" In main2 id = %lu,pid = %u\n",pthread_self(),getpid());         sleep(1);//主控线程等待子线程1秒，让它打印return 0;
}

思考：
由于 pthread_create 的错误码不保存在 errno 中，因此不能直接用 perror(3)打印错误信息，可以先用 strerror(3) 把错误码转换成错误信息再打印。如果任意一个线程调用了 exit 或_exit，则整个进程的所有线程都终止，由于从 main 函数 return 也相当于调用 exit，为了防止新创建的线程还没有得到执行就终止，我们在 main 函数 return 之前 延时 1 秒，这只是一种权宜之计，即使主线程等待 1 秒，内核也不一定会调度新创建的线程执行。

循环创建多个线程，每个线程打印自己是第几个被创建的线程。(类似于进程循环创建子进程)

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<pthread.h>void *thrd_func(void *arg)
{int i=(int)arg;sleep(i);    //子线程的IDprintf("%d th In thread id = %lu,pid = %u\n", i+1 ,pthread_self(),getpid());return NULL;
}int main(void)
{pthread_t tid;int ret,i;for(i=0;i < 5; i++){   ret = pthread_create(&tid,NULL,thrd_func,(void *)i);if(ret != 0){ fprintf(stderr,"pthread_create error:%s\n",strerror(ret));exit(1);}   }   sleep(i);// 主控线程等待子线程1秒，让它打印                              return 0;// 将当前进程退出
}

注意：将 pthread_create 函数参 4 修改为(void*)&i, 将线程主函数内改为 i=*((int*)arg) 不可以

线程间共享全局变量

验证

#include<stdio.h>
#include<pthread.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>int var =100;void *tfn(void * arg)
{//子线程修改varvar = 200;printf("thread\n");return NULL;
}int main(void)
{printf("At first var = %d\n",var);pthread_t tid;pthread_create(&tid,NULL,tfn,NULL);sleep(1);//等子线程退出后，再次打印var                                            printf("after pthread_create, var = %d\n",var);return 0;
}

线程默认共享数据段、代码段等地址空间，常用的是全局变量。而进程不共享全局变量，只能借助 mmap

pthread_exit 函数

将单个线程退出
void pthread_exit (void*retval); 参数：retval 表示线程退出状态，通常传 NULL

思考：使用 exit 将指定线程退出，可以吗？

结论：线程中，禁止使用 exit 函数，会导致进程内所有线程全部退出。
在不添加 sleep 控制输出顺序的情况下。pthread_create 在循环中，几乎瞬间创建 5 个线程，但只有第 1 个线程 有机会输出（或者第 2 个也有，也可能没有，取决于内核调度）如果第 3 个线程执行了 exit，将整个进程退出了， 所以全部线程退出了。
所以，多线程环境中，应尽量少用，或者不使用 exit 函数，取而代之使用 pthread_exit 函数，将单个线程退出。 任何线程里 exit 导致进程退出，其他线程未工作结束，主控线程退出时不能 return 或 exit。
另注意，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。