1.线程概念

在一个程序里的一个执行路线就叫做线程（thread）。更准确的定义是：线程是“一个进程内部的控制序列。在linux中，由于线程和进程都具有id,都需要调度等等相似性，因此都可以用PCB来描述和控制,线程含有PCB，没有独立的地址空间，和进程内的其他线程共享地址空间。如下图：

从资源的角度上看，进程是资源分配的基本单位，线程是cpu调度的基本单位。每一个控制线程pcb，我们都可以看成是执行流，执行流可以是线程，也可以是只有一个线程的进程，在Linux中，所有执行流我们都可以看成轻量级进程（LWP）。

2.线程控制函数

首先，我们要了解Linux没有真正意义上的线程，所有执行流都是LWP，因此，为了满足用户对线程使用的需求，Linux的线程库对LWP的接口进行了封装，我们把库里封装好的线程称为用户级线程。

1.pthread_create创建线程

#include <pthread.h>
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,void *(*start_routine) (void *), void *arg);

第一个参数是输出型参数，输出新线程的用户级线程id，参数2：设置线程的属性，参数3：返回值和参数都为void* 类型的函数指针，参数4:函数参数。创建线程，执行传入的函数。

2.pthread_join等待线程

#include <pthread.h>int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);

第一个参数是要等的线程id,第二个是线程执行后返回值 。

3. pthread_exit，pthread_cancel，pthread_self() 

int pthread_exit（）线程退出，exit()是进程退出。

int pthread_cancel(pthread_t thread)让某个进程退出

pthread pthread_self() 用于获取用户态线程的tid

4.代码

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <cstdio>
#include <unistd.h>
#include <cstdlib>
#include<time.h>
#include <pthread.h> // 原生线程库的头文件
using namespace std;// pthread_create(pthread_t &tid, nullptr, handlerTask, td);创建线程的接口
//pthread_join(tid, &ret);线程等待
// pthread_exit()线程退出
//pthread_cancel(tid)取消线程
pthread_self() 用于获取用户态线程的tidvoid * handlerTask(void* args)
{string s1=(const char*)args;sleep(10);cout<<"我是"<<s1<<" pid 是 "<<getpid()<<endl;cout<<"我的用户级线程id是"<<pthread_self()<<endl;string* s2=new string("haha");pthread_exit(s2);}int main()
{cout<<"我是主线程"<<" pid 是 "<<getpid()<<endl;cout<<"我的用户级线程id是"<<pthread_self()<<endl;const char* s1="新线程";pthread_t tid;pthread_create(&tid, nullptr, handlerTask, (void*)s1);cout<<"新进程用户级id是"<<tid<<endl;void *ret=nullptr;pthread_join(tid, &ret);cout<<"结果为"<<*((string*)ret)<<endl;
}

makefile 文件（注意一定要链接pthread库）

test1:test1.ccg++ -o $@ $^ -std=c++11 -lpthread
.PHONY:clean
clean:rm -f test1

运行结果：

5.进程分离

• 默认情况下，新创建的线程是joinable的，线程退出后，需要对其进行pthread_join操作，否则无法释放资源，从而造成系统泄漏。
• 如果不关心线程的返回值，join是一种负担，这个时候，我们可以告诉系统，当线程退出时，自动释放线程资源。 

int pthread_detach(pthread_t thread)

可以是线程组内其他线程对目标线程进行分离，也可以是线程自己分离.

pthread_detach(pthread_self());

3.用户级进程的实现

在共享区上由pthead动态库来维护，封装了LWP,其中用户级进程的id就是虚拟地址。 

4.资源问题

1.线程私有的：

• 线程的硬件上下文（cpu寄存器的值）
• 线程的独立栈结构
• 线程id
• 信号屏蔽字
•  errno 信号屏蔽字
• 调度优先级

2.线程共享的

• 内存和地址空间（代码和全局数据）
• 文件描述符表
• 每种信号的处理方式(SIG_ IGN、SIG_ DFL或者自定义的信号处理函数)
• 当前工作目录
• 用户id和组id

5.进程线程的优缺点

线程的优点

• 创建一个新线程的代价要比创建一个新进程小得多（线程的地址内存和地址空间是共享的，只需要创间pcb）
• 与进程之间的切换相比，线程之间的切换需要操作系统做的工作要少很多(线程切换时由于数据共享，cache不需要重新加载，而进程切换需要重新加载)。
• 线程占用的资源要比进程少很多
• 能充分利用多处理器的可并行数量
• 在等待慢速I/O操作结束的同时，程序可执行其他的计算任务
• 计算密集型应用，为了能在多处理器系统上运行，将计算分解到多个线程中实现
• I/O密集型应用，为了提高性能，将I/O操作重叠。线程可以同时等待不同的I/O操作。