一、线程的创建

 

线程用 pthread_create 来创建，这是最基础的接口。

 

int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,

                   void *(*start_routine) (void *), void *arg);

 

四个参数：thread保存线程ID，attr是线程属性（传NULL用默认），start_routine是线程要执行的任务函数，arg是传给任务函数的参数。成功返回0，失败返回错误码。

 

有两个注意点：编译时必须加 -pthread 链接线程库；创建线程的主进程不能先于线程结束，否则线程直接就没了。

 

写个最简单的例子：

 

#include <stdio.h>

#include <pthread.h>

 

void *task(void *arg)

{

    printf("子线程运行中\n");

    pthread_exit(NULL);

}

 

int main(void)

{

    pthread_t tid;

    pthread_create(&tid, NULL, task, NULL);

    sleep(1); // 主线程不能先结束

    return 0;

}

 

二、线程退出与资源回收

 

线程退出有三种方式：线程函数执行完return、所在进程结束、调用 pthread_exit 主动退出。

 

退出之后涉及资源回收，这里分两种属性。

 

分离属性：用 pthread_detach(tid) 设置，线程结束后由操作系统自动回收，不需要其他线程管。适合其他线程没机会回收它的场景。

 

非分离属性：这是默认属性，线程结束后必须被其他线程回收，用 pthread_join 。

 

int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);

 

阻塞等待指定线程结束并回收资源，retval用来接收线程退出状态，不关心就传NULL。成功返回0，失败返回非0。

 

三、线程的同步与互斥

 

线程之间通信很方便，全局变量、队列、pthread_create传参、条件变量都可以。但问题也来了——多个线程同时访问同一个共享资源，会产生竞争。

 

这里有两个概念要分清：

 

临界资源：多个线程能同时访问的区域，比如全局变量、全局队列、文件、数据库

临界区：访问临界资源的那段代码

 

解决办法是互斥锁，保证同一时间只有一个线程能进入临界区。

 

互斥锁的使用流程：

 

1. 创建锁对象： pthread_mutex_t 

2. 初始化： pthread_mutex_init() 

3. 进入临界区前加锁： pthread_mutex_lock() 

4. 出临界区解锁： pthread_mutex_unlock() 

5. 用完销毁： pthread_mutex_destroy() 

 

int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex,

                       const pthread_mutexattr_t *restrict attr);

 

初始化锁，mutex是锁对象地址，attr传NULL用默认属性。

 

经典的卖票例子，三个窗口卖10张票，不加锁会超卖：

 

#include <stdio.h>

#include <pthread.h>

#include <unistd.h>

 

int ticket = 10;

pthread_mutex_t mutex;

 

void *sell(void *arg)

{

    char *win = (char *)arg;

    while (1)

    {

        pthread_mutex_lock(&mutex);

        if (ticket > 0)

        {

            printf("%s 卖出第 %d 张\n", win, ticket);

            ticket--;

        }

        else

        {

            pthread_mutex_unlock(&mutex);

            break;

        }

        pthread_mutex_unlock(&mutex);

    }

    pthread_exit(NULL);

}

 

int main(void)

{

    pthread_t t1, t2, t3;

    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);

 

    pthread_create(&t1, NULL, sell, "窗口1");

    pthread_create(&t2, NULL, sell, "窗口2");

    pthread_create(&t3, NULL, sell, "窗口3");

 

    sleep(2);

    pthread_mutex_destroy(&mutex);

    return 0;

}

 最后是线程同步。互斥解决的是排他访问，同步解决的是执行顺序——让多个线程在执行某些任务时有先后关系。实现同步的方法是信号量。