C/C++ 线程超详细讲解（系统性学习day10）

桃扇骨 2024-02-23 01:22 43阅读 0赞

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**目录**

前言

一、线程基础

1.概念

2.一个进程中多个线程特征

2.1 线程共有资源

2.2 线程私有资源

3.线程相关的api函数

3.1 创建线程

创建线程实例代码如下：

需要特别注意的是：

\-lpthread和-pthread的区别

3.2 给线程函数传参

传参实例代码如下：

3.3 给线程收尸

收尸实例代码如下：

二、线程状态转换函数说明

1.初始化条件休眠

2.条件休眠，挂起线程

3.唤醒线程

4.设置取消状态

5.设置取消方式

6.取消线程

三 、线程状态转换图片（如图清晰可见）

总结

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## 前言 ##

线程指的是在一个进程中独立执行的最小单位。简单来说，线程是进程中的一个执行流，可以理解为执行程序的一条执行路径。本篇文章将对线程进行超详细讲解。

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## 一、线程基础 ##

### 1.概念 ###

> （1）线程：在进程空间中执行，也是一个动态的过程。
> 
> （2）一个进程对应一个程序，一个线程对应程序中的一个函数
> 
> （3）线程是该函数的一次在执行过程，该函数称为线程函数。

### 2.一个进程中多个线程特征 ###

#### 2.1 线程共有资源 ####

> （1）可执行的指令(.text)  
> （2）静态数据(.data/.bss/.heap)  
> （3）进程中打开的文件描述符  
> （4）信号处理函数  
> （5）当前工作目录  
> （6）用户ID  
> （7）用户组ID

#### 2.2 线程私有资源 ####

> （1）线程ID (TID)  
> （2）PC(程序计数器)和相关寄存器  
> （3）堆栈  
> （4）局部变量  
> （5）返回地址  
> （6）错误号 (errno)  
> （7）信号掩码和优先级  
> （8）执行状态和属性

### 3.线程相关的api函数 ###

#### 3.1 创建线程 ####

> 头文件：
> 
> \#include <pthread.h>  
> Compile and link with -pthread.
> 
> int pthread\_create(pthread\_t \*thread, const pthread\_attr\_t \*attr,  
> void \*(\*start\_routine) (void \*), void \*arg);  
> //参数1 ----- 保存线程id的变量的地址  
> //参数2 ----- 线程属性，一般为NULL，表示使用默认属性  
> //参数3 ----- 线程函数指针，必须是下面的格式：  
> void \* xxx\_fun (void \* arg)  
> \{  
> 线程执行代码  
> \}  
> //参数4 ----- 传给线程函数的参数  
> //返回值 ---- 成功：0 ，失败：错误码

##### 创建线程实例代码如下： #####

#include <stdio.h>
    #include <unistd.h>
    #include <pthread.h>
    
    void* fun(void* arg)
    {
        int i;
    
        for(i = 0; i  < 7; i++){
            printf("我是fun\n");
            sleep(1);
        }
    
        return 0;
    }
    
    int main(void)
    {
        int i;
        pthread_t tid;
    
        //fun();
        if(pthread_create(&tid,NULL,fun,NULL)){
            perror("pthread_create");
            exit(1);
        }
        for(i = 0; i  < 7; i++){
            printf("我是主函数\n");
            sleep(1);
        }
        return 0;
    }

##### 需要特别注意的是： #####

> 编译时，需要链接线程库  
> gcc pthread\_create.c -o pthread\_create -lpthread

##### \-lpthread和-pthread的区别 #####

> 两个选项都是用于链接 pthread 库的选项，但它们有一些细微的差别。
> 
> \-lpthread 是告诉链接器去链接 pthread 库，这是一个标准的链接选项，可以用于链接任何库。
> 
> \-pthread 是告诉编译器在编译时需要使用 pthread 库，这是一个非标准的编译选项，只能在支持它的编译器上使用。
> 
> 在大多数情况下，使用 -lpthread 是更好的选择，因为它是标准的链接选项，可以在不同的编译器和操作系统上使用。而 \-pthread 只能在支持它的编译器上使用。

#### 3.2 给线程函数传参 ####

##### 传参实例代码如下： #####

#include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <unistd.h>
    #include <pthread.h>
    
    typedef struct{
        int sno;
        char name[20];
        float score;
    }St;
    
    void* fun(void* arg)
    {
        St *p = (St*)arg;
        //printf("%d\n",*(int*)arg);
        //printf("%s\n",(char*)arg);
        printf("%d %s %.2f\n",p->sno,p->name,p->score);
        return 0;
    }
    
    int main(void)
    {
        pthread_t tid;
        //int a = 120;
        //char str[] = "hello world";
        St s = {1001,"peter",98.56};
    
        if(pthread_create(&tid,NULL,fun,&s)){
    	perror("pthread_create");
    	exit(1);
        }
        
        sleep(1);
        return 0;
    }

#### 3.3 给线程收尸 ####

> int pthread\_join(pthread\_t thread, void \*\*retval);  
> //参数1 ---- 线程的id  
> //参数2 ---- 保存线程返回值的指针变量的地址  
> //返回值 ---- 成功：0，失败：错误码

##### 收尸实例代码如下： #####

#include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <unistd.h>
    #include <pthread.h>
    
    typedef struct{
        int sno;
        char name[20];
        float score;
    }St;
    
    void* fun(void* arg)
    {
        static int a = 112200;
        St *p = (St*)arg;
        //printf("%d\n",*(int*)arg);
        //printf("%s\n",(char*)arg);
        printf("%d %s %.2f\n",p->sno,p->name,p->score);
        return &a;
    }
    
    int main(void)
    {
        pthread_t tid;
        int *p;
        //int a = 120;
        //char str[] = "hello world";
        St s = {1001,"peter",98.56};
    
        //创建子线程
        if(pthread_create(&tid,NULL,fun,&s)){
    	perror("pthread_create");
    	exit(1);
        }
        
        //给指定线程收尸，如果子线程没有结束，则主线程阻塞
        //if(pthread_join(tid,NULL)){
        if(pthread_join(tid,(void**)&p)){
    	perror("pthread_join");
    	exit(1);
        }
        printf("*p = %d\n",*p);
    
        return 0;
    }

## **二、线程状态转换函数说明** ##

### 1.初始化条件休眠 ###

> 头文件：\#include <pthread.h>
> 
> int pthread\_cond\_init (pthread\_cond\_t \* \_\_cond,const pthread\_condattr\_t \* \_\_cond\_attr)  
> \* 功能：初始化条件休眠  
> \* 参数：  
> pthread\_cond\_t \* \_\_cond - 指向被初始化的条件变量  
> const pthread\_condattr\_t \* \_\_cond\_attr- 指向条件变量的属性，使用默认值NULL  
> \* 返回值：  
> 失败：负数，绝对值是错误码

### 2.条件休眠，挂起线程 ###

> 头文件：\#include <pthread.h>
> 
> int pthread\_cond\_wait (pthread\_cond\_t \* \_\_cond, pthread\_mutex\_t \*\_\_mutex);  
> \* 功能：条件休眠，挂起线程（调用该函数的线程被阻塞了，函数不返回，且休眠状态）  
> \* 参数：  
> pthread\_cond\_t \* \_\_cond - 指向条件变量  
> pthread\_mutex\_t \*\_\_mutex- 指向互斥锁  
> \* 返回值：  
> 失败：负数，绝对值是错误码

### 3.唤醒线程 ###

> 头文件：\#include <pthread.h>
> 
> int pthread\_cond\_signal (pthread\_cond\_t \*\_\_cond);  
> \* 功能：唤醒线程（调用该函数的唤醒被pthread\_cond\_wait阻塞的线程）  
> \* 参数：  
> pthread\_cond\_t \* \_\_cond - 指向条件变量  
> \* 返回值：  
> 失败：负数，绝对值是错误码

### 4.设置取消状态 ###

> 头文件：\#include <pthread.h>
> 
> int pthread\_setcancelstate (int \_\_state, int \*\_\_oldstate);  
> \* 功能：设置取消状态  
> \* 参数：  
> int \_\_state - 使能还不使能  
> 使能取消线程，PTHREAD\_CANCEL\_ENABLE  
> int \*\_\_oldstate- 保存老状态  
> \* 返回值：  
> 失败 - 负数绝对值是错误码

### 5.设置取消方式 ###

> 头文件：\#include <pthread.h>
> 
> int pthread\_setcanceltype (int \_\_type, int \*\_\_oldtype);  
> \* 功能：设置取消方式  
> \* 参数：  
> int \_\_type - 取消方式  
> PTHREAD\_CANCEL\_ASYNCHRONOUS - 异步取消  
> PTHREAD\_CANCEL\_DEFERRED - 取消延迟  
> int \*\_\_oldtype- 保存老方式  
> \* 返回值：  
> 失败 - 负数绝对值是错误码

### 6.取消线程 ###

> 头文件：\#include <pthread.h>
> 
> int pthread\_cancel (pthread\_t \_\_th);
> 
> /\*  
> \* 功能：取消线程  
> \* 参数：  
> pthread\_t \_\_th - 线程ID  
> \* 返回值：  
> 失败 - 负数绝对值是错误码

## 三 、线程状态转换图片（如图清晰可见） ##

![d4dae73a4bb84ed9bd071bc190c11499.jpeg][]

###  ###

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## 总结 ##

本篇文章针对C/C++ 线程进行详细讲解，希望能够帮到大家！

以后还会给大家展现更多关于嵌入式和C语言的其他重要的基础知识，感谢大家支持懒大王！

希望这篇博客能给各位朋友们带来帮助，最后懒大王请来过的朋友们留下你们宝贵的三连以及关注，感谢你们！

[d4dae73a4bb84ed9bd071bc190c11499.jpeg]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/23/46b6168c9ef64c298212369f47131741.png