linux下C语⾔多线程（⼀）线程的创建与取消
linux下⽤C开发多线程程序，Linux系统下的多线程遵循POSIX线程接⼝，称为pthread。
#include <pthread.h>
int pthread_create(pthread_t *restrict tidp,
const pthread_attr_t *restrict attr,司马迁宫刑
void *(*start_rtn)(void),
努力奋斗void *restrict arg);
Returns: 0 if OK, error number on failure
C99 中新增加了 restrict 修饰的指针： 由 restrict 修饰的指针是最初唯⼀对指针所指向的对象进⾏存取的⽅法，仅当第⼆个指针基于第⼀个时，才能对对象进⾏存取。对对象的存取都限定于基于由 restrict 修饰的指针表达式中。 由 restrict 修饰的指针主要⽤于函数形参，或指向由 malloc() 分配的内存空间。restrict 数据类型不改变程序的语义。 编译器能通过作出 restrict 修饰的指针是存取对象的唯⼀⽅法的假设，更好地优化某些类型的例程。
第⼀个参数为指向线程标识符的指针。
第⼆个参数⽤来设置线程属性。
第三个参数是线程运⾏函数的起始地址。
最后⼀个参数是运⾏函数的参数。
下⾯这个程序中，我们的函数thread不需要参数，所以最后⼀个参数设为空指针。第⼆个参数我们也设为空指针，这样将⽣成默认属性的线程。当创建线程成功时，函数返回0，若不为0则说明创建线程失败，常见的错误返回代码为EAGAIN和EINVAL。前者表⽰系统限制创建新的线程，例如线程数⽬过多了；后者表⽰第⼆个参数代表的线程属性值⾮法。创建线程成功后，新创建的线程则运⾏参数三和参数四确定的函数，原来的线程则继续运⾏下⼀⾏代码。
#include<stdio.h>
#include<pthread.h>
#include<string.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
pthread_t ntid;
void printids(const char *s)
{
pid_t pid;
pthread_t tid;
pid = getpid();
tid = pthread_lf();
printf("%s pid %u tid %u (0x%x)\n",s,(unsigned int)pid,(unsigned int)tid,(unsigned int)tid);
}
void *thread(void *arg)
{
printids("new thread:");
return ((void *)0);
苹果功效与作用}
int main()
{
int temp
if((temp=pthread_create(&ntid,NULL,thread,NULL))!= 0)
尔湾时间
{
printf("can't create thread: %s\n",strerror(temp));
teach造句
return 1;
}
printids("main thread:");
sleep(1);
return 0;
}
把APUE2上的⼀个程序修改⼀下，然后编译。
结果报错:
pthread.c:(.text+0x85)：对‘pthread_create’未定义的引⽤
由于pthread库不是Linux系统默认的库，连接时需要使⽤库libpthread.a，所以在使⽤pthread_create创建线程时，在编译中要加-lpthread参数:
gcc -o pthread -lpthread pthread.c
这是⼀个关于Posix线程编程的专栏。作者在阐明概念的基础上，将向您详细讲述Posix线程库API。本⽂是第⼀篇将向您讲述线程的创建与取消。
1．1 线程与进程
相对进程⽽⾔，线程是⼀个更加接近于执⾏体的概念，它可以与同进程中的其他线程共享数据，但拥有⾃⼰的栈空间，拥有独⽴的执⾏序列。在串⾏程序基础上引⼊线程和进程是为了提⾼程序的并发度，从⽽提⾼程序运⾏效率和响应时间。
线程和进程在使⽤上各有优缺点：线程执⾏开销⼩，但不利于资源的管理和保护；⽽进程正相反。同时，线程适合于在SMP机器上运⾏，⽽进程则可以跨机器迁移。
1．2 创建线程
POSIX通过pthread_create()函数创建线程，API定义如下：
int pthread_create(pthread_t * thread, pthread_attr_t * attr, void * (*start_routine)(void *), void * arg)
与fork()调⽤创建⼀个进程的⽅法不同，pthread_create()创建的线程并不具备与主线程（即调⽤pthre
ad_create()的线程）同样的执⾏序列，⽽是使其运⾏start_routine(arg)函数。thread返回创建的线程ID，⽽attr是创建线程时设置的线程属性（见下）。pthread_create()的返回值表⽰线程创建是否成功。尽管arg是void *类型的变量，但它同样可以作为任意类型的参数传给start_routine()函数；同时，start_routine()可以返回⼀个void *类型的返回值，⽽这个返回值也可以是其他类型，并由pthread_join()获取。
1．3 线程创建属性
pthread_create()中的attr参数是⼀个结构指针，结构中的元素分别对应着新线程的运⾏属性，主要包括以下⼏项：
__detachstate，表⽰新线程是否与进程中其他线程脱离同步，如果置位则新线程不能⽤pthread_join()来同步，且在退出时⾃⾏释放所占⽤的资源。缺省为PTHREAD_CREATE_JOINABLE状态。这个属性也可以在线程创建并运⾏以后⽤pthread_detach()来设置，⽽⼀旦设置为PTHREAD_CREATE_DETACH状态（不论是创建时设置还是运⾏时设置）则不能再恢复到 PTHREAD_CREATE_JOINABLE状态。
葱煎豆腐__schedpolicy，表⽰新线程的调度策略，主要包括SCHED_OTHER（正常、⾮实时）、SCHED_RR（实时、轮转法）和
SCHED_FIFO（实时、先⼊先出）三种，缺省为SCHED_OTHER，后两种调度策略仅对超级⽤户有效。运⾏时可以⽤过
pthread_tschedparam()来改变。
__schedparam，⼀个struct sched_param结构，⽬前仅有⼀个sched_priority整型变量表⽰线程的运⾏优先级。这个参数仅当调度策略为实时（即SCHED_RR 或SCHED_FIFO）时才有效，并可以在运⾏时通过pthread_tschedparam()函数来改变，缺省为0。
__inheritsched，有两种值可供选择：PTHREAD_EXPLICIT_SCHED和PTHREAD_INHERIT_SCHED，前者表⽰新线程使⽤显式指定调度策略和调度参数（即attr中的值），⽽后者表⽰继承调⽤者线程的值。缺省为PTHREAD_EXPLICIT_SCHED。
__scope，表⽰线程间竞争CPU的范围，也就是说线程优先级的有效范围。POSIX的标准中定义了两个值：
PTHREAD_SCOPE_SYSTEM和PTHREAD_SCOPE_PROCESS，前者表⽰与系统中所有线程⼀起竞争CPU时间，后者表⽰仅与同进程中的线程竞争CPU。⽬前LinuxThreads仅实现了PTHREAD_SCOPE_SYSTEM⼀值。
pthread_attr_t结构中还有⼀些值，但不使⽤pthread_create()来设置。
为了设置这些属性，POSIX定义了⼀系列属性设置函数，包括pthread_attr_init()、pthread_attr_destroy()和与各个属性相关的
pthread_attr_get---/pthread_attr_t---函数。
1．4 线程创建的Linux实现
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我们知道，Linux的线程实现是在核外进⾏的，核内提供的是创建进程的接⼝do_fork()。内核提供了两个系统调⽤__clone()和fork ()，最终都⽤不同的参数调⽤do_fork()核内API。当然，要想实现线程，没有核⼼对多进程（其实是轻量级进程）共享数据段的⽀持是不⾏的，因此，do_fork()提供了很多参数，包括CLONE_VM（共享内存空间）、CLONE_FS（共享⽂件系统信息）、CLONE_FILES（共享⽂件描述符表）、CLONE_SIGHAND（共享信号句柄表）和CLONE_PID（共享进程ID，仅对核内进程，即0号进程有效）。当使⽤fork系统调⽤时，内核调⽤do_fork()不使⽤任何共享属性，进程拥有独⽴的运⾏环境，⽽使⽤pthread_create()来创建线程时，则最终设置了所有这些属性来调⽤__clone()，⽽这些参数⼜全部传给核内的do_fork()，从⽽创建的"进程"拥有共享的运⾏环境，只有栈是独⽴的，由 __clone()传⼊。
系列化
Linux线程在核内是以轻量级进程的形式存在的，拥有独⽴的进程表项，⽽所有的创建、同步、删除等操作都在核外pthread库中进⾏。pthread 库使⽤⼀个管理线程（__pthread_manager()，每个进程独⽴且唯⼀）来管理线程的创建和终⽌，为线程分配线程ID，发送线程相关的信号（⽐如Cancel），⽽主线程（pthread_create()）的调⽤者则通过管道将请求信息传给管理线程。
2．1 线程取消的定义
⼀般情况下，线程在其主体函数退出的时候会⾃动终⽌，但同时也可以因为接收到另⼀个线程发来的终⽌（取消）请求⽽强制终⽌。
2．2 线程取消的语义
线程取消的⽅法是向⽬标线程发Cancel信号，但如何处理Cancel信号则由⽬标线程⾃⼰决定，或者忽略、或者⽴即终⽌、或者继续运⾏⾄Cancelation-point（取消点），由不同的Cancelation状态决定。
线程接收到CANCEL信号的缺省处理（即pthread_create()创建线程的缺省状态）是继续运⾏⾄取消点，也就是说设置⼀个CANCELED状态，线程继续运⾏，只有运⾏⾄Cancelation-point的时候才会退出。
2．3 取消点
根据POSIX标准，pthread_join()、pthread_testcancel()、pthread_cond_wait()、 pthread_cond_timedwait()、m_wait()、sigwait()等函数以及read()、write()等会引起阻塞的系统调⽤都是Cancelation-point，⽽其他pthread函数都不会引起Cancelation动作。但是pthread_cancel的⼿册页声称，由于LinuxThread库与C库结合得不好，因⽽⽬前C库函数都不是Cancelation-point；但CANCEL信号会使线程从阻塞的系统调⽤中退出，并置EINTR错误码，因此可以在需要作为Cancelation-point的系统调⽤前后调⽤pthread_testcancel()，从⽽达到POSIX标准所要求的⽬标，即如下代码段：
pthread_testcancel(); retcode = read(fd, buffer, length); pthread_testcancel();
2．4 程序设计⽅⾯的考虑
如果线程处于⽆限循环中，且循环体内没有执⾏⾄取消点的必然路径，则线程⽆法由外部其他线程的取消请求⽽终⽌。因此在这样的循环体的必经路径上应该加⼊pthread_testcancel()调⽤。
2．5 与线程取消相关的pthread函数
int pthread_cancel(pthread_t thread)
发送终⽌信号给thread线程，如果成功则返回0，否则为⾮0值。发送成功并不意味着thread会终⽌。
int pthread_tcancelstate(int state, int *oldstate)
设置本线程对Cancel信号的反应，state有两种值：PTHREAD_CANCEL_ENABLE（缺省）和 PTHREAD_CANCEL_DISABLE，分别表⽰收到信号后设为CANCLED状态和忽略CANCEL信号继续运⾏；old_state如果不为 NULL则存⼊原来的Cancel状态以便恢复。
int pthread_tcanceltype(int type, int *oldtype)
设置本线程取消动作的执⾏时机，type由两种取值：PTHREAD_CANCEL_DEFFERED和 PTHREAD_CANCEL_ASYCHRONOUS，仅当Cancel状态为Enable时有效，分别表⽰收到信号后继续运⾏⾄下⼀个取消点再退出和⽴即执⾏取消动作（退出）；oldtype如果不为NULL则存⼊运来的取消动作类型值。
void pthread_testcancel(void)
检查本线程是否处于Canceld状态，如果是，则进⾏取消动作，否则直接返回。
