Linux 多线程/进程通信同步： 信号量

 线程是程序中完成一个独立任务的完整执行序列，即一个可调度的实体。根据运行环境的调度这的身份，线程可分为内核线程和用户线程。内核线程，在有的系统上称为LWP(Light Weight Process，轻量级线程)，运行在内核空间，由内核调度；用户线程运行在用户空间，由线程库来调度。当进程的一个内核线程获得CPU的使用权时，它就加载并运行一个用户线程。可见，内核线程相当于用户线程运行的‘容器’，一个进程可以拥有M个内核线程和N个用户线程，其中M<=N，并且一个系统的所有进程中，M和N的比值是固定的。

        进程中的不同线程不像不同进程之间那样存在很大的独立性，所有的线程有完全一样的地址空间，这意味着他们也共享同样的全局变量。除了共享地址空间外，所有的线程还共享同一个打开文件集、子进程以及相关信号等，每个线程有自己的堆栈。

        在多线程的情况下，进程通常会从当前的单个线程开始，这个线程有能力通过调用一个库函数（如pthread_create）创建新的线程，thread_create函数的参数指定了要运行的函数名。

线程控制函数
线程创建 pthread_create

#include <pthread.h>
int pthread_create(pthread_t * tidp, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_rtn)(void *), void *arg);
    返回：成功返回0，出错返回错误编号
        当pthread_create函数返回成功时，有tidp指向的内存被设置为新创建线程的线程ID，其类型pthread_t定义为
#include <bits/pthreadtypes.h>
typedef unsigned long int pthread_t;
        attr参数用于定制各种不同的线程属性，为NULL时表示默认线程属性。新创建的线程从start_rtn函数的地址开始运行，该函数只有一个无类型指针的参数arg，如果需要向start_rtn函数传入的参数不止一个，可以把参数放入到一个结构中，然后把这个结构的地址作为arg的参数传入。

        线程创建时并不能保证哪个线程会先运行：是新创建的线程还是调用线程。新创建的线程可以访问调用进程的地址空间，并且继承调用线程的浮点环境和信号屏蔽字，但是该线程的未决信号集被清除。

线程终止 pthread_exit

#include <pthread.h>
void pthread_exit(void *rval_ptr);
        线程在结束时最好调用该函数，以确保安全、干净的退出。pthread_exit函数通过rval_ptr参数向调用线程的回收者传递退出信息，进程中的其他线程可以调用pthread_join函数访问到这个指针。pthread_exit执行完后不会返回到调用者，而且永远不会失败。

        线程可以通过以下三种方式退出，在不终止整个进程的情况下停止它的控制流：

l  线程只是从启动历程中退出，返回值是线程的退出码

l  线程可以被同一进程中的其他线程取消

l  线程调用pthread_exit

pthread_join

#include <pthread.h>
int pthread_join(pthread_t thread, void **rval_ptr);
    返回：成功返回0，出错返回错误代码
        thread是目标线程标识符，rval_ptr指向目标线程返回时的退出信息，该函数会一直阻塞，直到被回收的线程结束为止。可能的错误码为：

取消线程 pthread_cancel

#include <pthread.h>
int pthread_cancel(pthread_t thread);
    返回：成功返回0，出错返回错误代码
        默认情况下，pthread_cancel函数会使有thread标识的线程的表现为如同调用了参数为PTHREAD_CANCEL的pthread_exit函数，但是，接收到取消请求的目标线程可以决定是否允许被取消以及如何取消，者分别由一下两个函数来控制

#include <pthread.h>
int pthread_setcancelstate(int state, int *oldstate);
int pthread_setcanceltype(int type, int *oldstate);
注意pthread_cancel并不等待线程结束，它只是提出请求。

创建线程简单示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
 
#define err_sys(msg) \
    do { perror(msg); exit(-1); } while(0)
#define err_exit(msg) \
    do { fprintf(stderr, msg); exit(-1); } while(0)
 
void *thread_func(void *arg)
{
    printf("hello world!\n");
    sleep(1);
    pthread_exit("hdu");
}
 
int main(void)
{
    pthread_t tid;
    char* p = NULL;
    
    pthread_create(&tid, NULL, thread_func, NULL);
 
    pthread_join(tid, (void **)&p);
 
    printf("message: %s\n", p);
 
    return 0;
}

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