這篇文章主要介紹了linux多線程編程詳解教程,提供線程通過(guò)信號(hào)量實(shí)現(xiàn)通信的代碼，大家參考使用吧
線程分類
線程按照其調(diào)度者可以分為用戶級(jí)線程和核心級(jí)線程兩種。
（1）用戶級(jí)線程
用戶級(jí)線程主要解決的是上下文切換的問(wèn)題，它的調(diào)度算法和調(diào)度過(guò)程全部由用戶自行選擇決定，在運(yùn)行時(shí)不需要特定的內(nèi)核支持。在這里，操作系統(tǒng)往往會(huì)提供一個(gè)用戶空間的線程庫(kù)，該線程庫(kù)提供了線程的創(chuàng)建、調(diào)度、撤銷等功能，而內(nèi)核仍然僅對(duì)進(jìn)程進(jìn)行管理。如果一個(gè)進(jìn)程中的某一個(gè)線程調(diào)用了一個(gè)阻塞的系統(tǒng)調(diào)用，那么該進(jìn)程包括該進(jìn)程中的其他所有線程也同時(shí)被阻塞。這種用戶級(jí)線程的主要缺點(diǎn)是在一個(gè)進(jìn)程中的多個(gè)線程的調(diào)度中無(wú)法發(fā)揮多處理器的優(yōu)勢(shì)。
（2）核心級(jí)線程
這種線程允許不同進(jìn)程中的線程按照同一相對(duì)優(yōu)先調(diào)度方法進(jìn)行調(diào)度，這樣就可以發(fā)揮多處理器的并發(fā)優(yōu)勢(shì)。
現(xiàn)在大多數(shù)系統(tǒng)都采用用戶級(jí)線程與核心級(jí)線程并存的方法。一個(gè)用戶級(jí)線程可以對(duì)應(yīng)一個(gè)或幾個(gè)核心級(jí)線程，也就是“一對(duì)一”或“多對(duì)一”模型。這樣既可滿足多處理機(jī)系統(tǒng)的需要，也可以最大限度地減少調(diào)度開(kāi)銷。
Linux的線程實(shí)現(xiàn)是在核外進(jìn)行的，核內(nèi)提供的是創(chuàng)建進(jìn)程的接口do_fork()。內(nèi)核提供了兩個(gè)系統(tǒng)調(diào)用clone()和fork()，最終都用不同的參數(shù)調(diào)用do_fork()核內(nèi)API。當(dāng)然，要想實(shí)現(xiàn)線程，沒(méi)有核心對(duì)多進(jìn)程（其實(shí)是輕量級(jí)進(jìn)程）共享數(shù)據(jù)段的支持是不行的，因此，do_fork()提供了很多參數(shù)，包括CLONE_VM（共享內(nèi)存空間）、CLONE_FS（共享文件系統(tǒng)信息）、 CLONE_FILES（共享文件描述符表）、CLONE_SIGHAND（共享信號(hào)句柄表）和CLONE_PID（共享進(jìn)程ID，僅對(duì)核內(nèi)進(jìn)程，即0號(hào)進(jìn)程有效）。當(dāng)使用fork系統(tǒng)調(diào)用時(shí)，內(nèi)核調(diào)用do_fork()不使用任何共享屬性，進(jìn)程擁有獨(dú)立的運(yùn)行環(huán)境，而使用 pthread_create()來(lái)創(chuàng)建線程時(shí)，則最終設(shè)置了所有這些屬性來(lái)調(diào)用__clone()，而這些參數(shù)又全部傳給核內(nèi)的do_fork()，從而創(chuàng)建的“進(jìn)程”擁有共享的運(yùn)行環(huán)境，只有棧是獨(dú)立的，由__clone()傳入。
Linux線程在核內(nèi)是以輕量級(jí)進(jìn)程的形式存在的，擁有獨(dú)立的進(jìn)程表項(xiàng)，而所有的創(chuàng)建、同步、刪除等操作都在核外pthread庫(kù)中進(jìn)行。pthread 庫(kù)使用一個(gè)管理線程（__pthread_manager()，每個(gè)進(jìn)程獨(dú)立且唯一）來(lái)管理線程的創(chuàng)建和終止，為線程分配線程ID，發(fā)送線程相關(guān)的信號(hào)（比如Cancel），而主線程（pthread_create()）的調(diào)用者則通過(guò)管道將請(qǐng)求信息傳給管理線程。
主要函數(shù)說(shuō)明
1．線程的創(chuàng)建和退出
pthread_create 線程創(chuàng)建函數(shù)
int pthread_create (pthread_t * thread_id,__const pthread_attr_t * __attr,void *(*__start_routine) (void *),void *__restrict __arg);
線程創(chuàng)建函數(shù)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(lái)設(shè)置線程屬性，第三個(gè)參數(shù)是線程運(yùn)行函數(shù)的起始地址，最后一個(gè)參數(shù)是運(yùn)行函數(shù)的參數(shù)。這里，我們的函數(shù)thread 不需要參數(shù)，所以最后一個(gè)參數(shù)設(shè)為空指針。第二個(gè)參數(shù)我們也設(shè)為空指針，這樣將生成默認(rèn)屬性的線程。當(dāng)創(chuàng)建線程成功時(shí)，函數(shù)返回0，若不為0 則說(shuō)明創(chuàng)建線程失敗，常見(jiàn)的錯(cuò)誤返回代碼為EAGAIN 和EINVAL。前者表示系統(tǒng)限制創(chuàng)建新的線程，例如線程數(shù)目過(guò)多了；后者表示第二個(gè)參數(shù)代表的線程屬性值非法。創(chuàng)建線程成功后，新創(chuàng)建的線程則運(yùn)行參數(shù)三和參數(shù)四確定的函數(shù)，原來(lái)的線程則繼續(xù)運(yùn)行下一行代碼。
pthread_join 函數(shù)，來(lái)等待一個(gè)線程的結(jié)束。
函數(shù)原型為：int pthread_join (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，它可以用來(lái)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)，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)，被等待線程的資源被收回。線程只能被一個(gè)線程等待終止,并且應(yīng)處于joinable狀態(tài)(非detached)。
pthread_exit 函數(shù)
一個(gè)線程的結(jié)束有兩種途徑，一種是線程運(yùn)行的函數(shù)結(jié)束了，調(diào)用它的線程也就結(jié)束了；
另一種方式是通過(guò)函數(shù)pthread_exit 來(lái)實(shí)現(xiàn)。它的函數(shù)原型為：void pthread_exit (void *__retval)唯一的參數(shù)是函數(shù)的返回代碼，只要pthread_join 中的第二個(gè)參數(shù)thread_return 不是NULL，這個(gè)值將被傳遞給thread_return。最后要說(shuō)明的是，一個(gè)線程不能被多個(gè)線程等待，否則第一個(gè)接收到信號(hào)的線程成功返回，其余調(diào)用pthread_join 的線程則返回錯(cuò)誤代碼ESRCH。
2．線程屬性