一、線程參數(shù)傳遞

線程傳遞的參數(shù)類型為void*，傳遞方式有值傳遞、指針傳遞、引用傳遞

值傳遞：拷貝一份值給新的線程，多線程間不共享

址傳遞（指針傳遞）：

• 連續(xù)創(chuàng)建多個線程中如果傳入的是同一變量地址，多線程共享這變量，由于哪個線程先運行是不確定的，變量的值是不可控的，并且會造成共享資源競爭問題，因為修改變量的值不是原子操作
• 如果主線程先結(jié)束，其內(nèi)存空間會被釋放，子進(jìn)程中的指針就成了野指針，可想而知，繼續(xù)操作這塊內(nèi)存會造成意想不到的后果。
  結(jié)果方案：定義的變量使用堆內(nèi)存分配，可以避免棧內(nèi)存釋放，也可以使用全局變量

二、線程分離

線程分離后，線程退出自動釋放全部資源：pthread_detach()

三、線程資源的回收

非分離狀態(tài)的線程才可以被join回收資源

阻塞回收：pthread_join()

非阻塞回收：pthread_tryjoin_np()

限時阻塞回收：pthread_timedjoin_np()

四、線程清理函數(shù)

線程終止的時候，可以調(diào)用清理函數(shù)釋放資源，入棧和出棧函數(shù)必須成對的出現(xiàn)

清理函數(shù)入棧：pthread_cleanup_push()

清理函數(shù)出棧：pthread_cleanup_pop()（0：出棧不執(zhí)行 非零：出棧并執(zhí)行）

五、線程取消

線程在運行過程中可以調(diào)用被取消：pthread_cancel()

線程被取消后，join返回值為PTHREAD_CANCELED 即 -1

設(shè)置線程的取消狀態(tài)：pthread_setcancelstate()
宏：PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS: 立即取消
宏：PTHREAD_CANCEL_DEFERRED: 到達(dá)取消點（例如sleep()）才取消
設(shè)置線程的取消點：pthread_testcancel()

六、線程與信號

向指定線程發(fā)送信號：pthread_kill()

信號屏蔽：進(jìn)程：sigpromask() 線程：pthread_sigmask()

阻塞等待信號：sigwait()、sigwaitinfo()、sigtimedwait()

在多線程中，外部向進(jìn)程發(fā)送信號（ctl+c）不會中斷系統(tǒng)調(diào)用（sleep()）

在多線程中，信號的處理是所有線程共享的（即信號注冊在任一線程中注冊都可以）

進(jìn)程中的信號可以送達(dá)單個線程，會中斷系統(tǒng)調(diào)用

如果某個線程因為信號（SIGTERM默認(rèn)處理）而終止，整個進(jìn)程將終止

七、線程安全

多個線程訪問共享資源（全局和靜態(tài)變量）的時候會沖突
例：定義全局變量int a=0; 線程1和線程2同時：循環(huán)執(zhí)行 a++ 一萬次 得到a的值小于2萬，a并不會自動到兩萬

三個概念：原子性、可見性、順序性

• 原子性：
  一個操作(有可能包含有多個子操作)要么全部執(zhí)行（生效)要么全部都不執(zhí)行（都不生效)
  CPU執(zhí)行指令:讀取指令、讀取內(nèi)存、執(zhí)行指令、寫回內(nèi)存
  例（非原子性）：第一不讀取指令：i++ 第二步：從內(nèi)存中讀取i的值 第三步：把i+1 第四步：把結(jié)果寫回內(nèi)存

• 可見性：
  當(dāng)多個線程并發(fā)訪問共享變量時，一個線程對共享變量的修改，其它線程能夠立即看到。
  CPU有高速緩存。每個線程讀取共享變量時，會將該變量從內(nèi)存加載到CPU的緩存中，修改該變量后，CPU會立即更新緩存，但不一定會立即將它寫回內(nèi)存。此時其它線程訪問該變量，從內(nèi)存中讀到的是舊數(shù)據(jù)，而非第一個線程更新后的數(shù)據(jù)。

• 順序性：
  程序執(zhí)行的順序按照代碼的先后順序執(zhí)行。
  CPU為了提高程序整體的執(zhí)行效率，可能會對代碼進(jìn)行優(yōu)化，按照更高效的順序執(zhí)行代碼。
  CPU雖然并不保證完全按照代碼順序執(zhí)行，但它會保證程序最終的執(zhí)行結(jié)果和代碼順序執(zhí)行時的結(jié)果一致。
  例：int a = 1; a = 2; a = 3; 編譯器對代碼優(yōu)化為int a = 3；

volatile關(guān)鍵字：保證可見性和禁止代碼優(yōu)化，但不是原子操作

解決線程安全問題：原子操作（c++原子類）、和線程同步（鎖）
原子操作：本質(zhì)是總線鎖

八、線程同步

1. 互斥鎖

等待鎖的時候，線程會休眠，不會消耗CPU，適合等待時間可能很長的場景

聲明鎖：

pthread_mutex_t mutex;

• 普通鎖: PTHREAD_MUTEX_TIMED_NP
  當(dāng)一個線程加鎖以后，其余請求鎖的線程將形成一個等待隊列，并在解鎖后按優(yōu)先級獲得鎖。
  這種鎖策略保證了資源分配的公平性。

• 嵌套鎖：PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE_NP
  允許同一個線程對同一個鎖成功獲得多次，并通過多次unlock解鎖。
  如果是不同線程請求，則在加鎖線程解鎖時重新競爭。

• 適應(yīng)鎖：PTHREAD_MUTEX_ADAPTIVE_NP
  解鎖后，請求鎖的線程重新競爭。

int pthread_mutex_init(); //初始化鎖，也可定義時直接使用宏初始化如上int pthread_mutex_lock(); //等待并加鎖int pthread_mutex_trylock(); //嘗試加鎖，不等待int pthread_mutex_timedlock();//帶超時機(jī)制的加鎖int pthread_mutex_unlock() //解鎖int pthread_mutex_destroy(); //銷毀鎖

2. 自旋鎖

循環(huán)的加測鎖是否可用，會消耗CPU，適合等待時間很短的場景

pthread_spinlock_t mutex; //聲明鎖 int pthread_spin_init(); //初始化鎖 int pthread_spin_lock(); //等待并加鎖 int pthread_spin_trylock(); //嘗試加鎖，不等待 int pthread_spin_unlock(); //解鎖 int pthread_spin_destroy(); //銷毀鎖

4. 讀寫鎖

讀時共享，寫時單獨，適用于讀的次數(shù)遠(yuǎn)大于寫的場景

• 定義鎖：

  pthread_rwlock_t mutex; //聲明鎖PTHREAD_RWLOCK_INITIALIZER //使用宏初始化鎖int pthread_rwlock_init(); //初始化鎖int pthread_rwlock_destroy(); //銷毀鎖

• 鎖屬性：

  int pthread_rwlockattr_getpshared();//獲取讀寫鎖屬性 int pthread_rwlockattr_setpshared();//設(shè)置讀寫鎖屬性 PTHREAD_PROXESS_PRIVATE（單個線程私有） PTHREAD_PROCESS_SHARED（多線程共享）

• 讀鎖：

  int pthread_rwlock_rdlock(); //阻塞獲取讀鎖 int pthread_rwlock_tryrdlock(); //嘗試獲取讀鎖，不阻塞 int pthread_rwlock_timedrdlock(); //獲取讀鎖，帶超時機(jī)制

• 寫鎖：

  int pthread_rwlock_wrlock(); //阻塞獲取寫鎖 int pthread_rwlock_trywrlock(); //嘗試獲取寫鎖，不阻塞 int pthread_rwlock_timedwrlock(); //獲取寫鎖，帶超時機(jī)制

注意：只有在不加鎖時，才能獲取到寫鎖。linux系統(tǒng)優(yōu)先考慮獲取讀鎖，獲取寫鎖的線程需要等待所有讀鎖釋放才能獲得到鎖

九、條件變量

pthread_cond_t cond; //聲明條件變量 PTHREAD_COND_INITIALIZER; //使用宏初始化條件變量 int pthread_cond_init(); //初始化條件變量 int pthread_cond_destroy(); //銷毀條件變量int pthread_cond_wait(); //等待被喚醒進(jìn)行加鎖 int pthread_cond_timedwait();//等待被喚醒進(jìn)行加鎖，帶超時機(jī)制int pthread_cond_signal(); //喚醒至少一個等待中的線程 int pthread_cond_broadcast();//喚醒全部等待中的線程int pthread_condattr_getpshared();//獲取共享屬性 int pthread_condattr_setpshared();//設(shè)置共享屬性（單個線程私有、多線程共享）

十、信號量

多進(jìn)程的信號量可以用在多線程中，而多線程的信號量只能用于多線程中，多線程的信號量使用比較簡單

sem_t *sem; //聲明信號量 int sem_init(); //初始化信號量 int sem_destroy();//銷毀信號量int sem_wait(sem_t *sem); //信號量的P操作 int sem_trywait(sem_t *sem);//信號量的P操作，不阻塞 int sem_timedwait(); //信號量的P操作，帶超時機(jī)制 int sem_post(sem_t *sem); //信號量的V操作 int sem_getvalue(); //獲取信號量的值

注意：以上幾種同步機(jī)制都能形成等待隊列，但是不是絕對公平的，當(dāng)前線程的cpu時間片還未使用完，獲取到鎖的概率會很大

十一、生產(chǎn)者消費者模型

互斥鎖+條件變量實現(xiàn)

信號量實現(xiàn)

十二、保證多線程程序的穩(wěn)定性

主進(jìn)程只用與監(jiān)控和調(diào)度

程序的功能由子線程實現(xiàn)，把心跳寫入全局變量

如果心跳超時，取消子線程再重新啟動

十三、多線程實現(xiàn)異步通訊

主線程創(chuàng)建socket連接，一個子線程負(fù)責(zé)發(fā)送，另一個子線程負(fù)責(zé)接收

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Linux多线程基础总结的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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