嵌入式第三十六篇——linux系统编程—

线程是轻量级的进程，隶属于某个进程，无法脱离进程独立存在。一个进程中默认包含一个主线程（对应程序入口main函数的执行流），用户可通过编程创建多个子线程，实现并发任务处理。

与进程一致，线程的核心作用是实现程序的并发执行，尤其适用于处理相对耗时的任务（如 IO 操作、网络请求、大数据计算等），能够有效利用 CPU 资源，提升程序的整体执行效率。

线程与进程在资源管理、稳定性、开销等方面存在显著差异，具体对比如下：

对比维度	进程	线程
资源分配	系统最小资源分配单位，拥有独立的 3GB 用户空间 + 1GB 内核空间	共享所属进程的资源，仅独立拥有栈区（默认 8MB）、寄存器、程序计数器
资源独立性	资源完全隔离，进程间默认无法共享	进程内线程共享资源（代码段、数据段、堆、文件描述符等）
稳定性	一个进程崩溃，不会影响其他进程	一个线程崩溃会导致整个进程崩溃
创建开销	大（需分配完整的地址空间）	小（仅需开辟栈区）
并发度	低	高

Linux 下的线程编程遵循 POSIX 标准（pthread 库），核心编程步骤为：

plaintext

创建多线程 → 线程空间执行任务 → 线程资源回收（或设置分离属性自动回收）

其中，线程退出后默认不会释放栈区资源，需通过手动回收或分离属性设置完成资源释放，否则会造成内存泄漏。

在 Linux 中，可通过以下命令查看线程的相关信息：

1.ps -eLo pid,ppid,lwp,stat,comm：显示线程的进程 ID、父进程 ID、线程 ID、状态及命令名。

2.ps -eLf：以完整格式显示进程和线程的信息（包含线程 ID、优先级等）。

pthread 库提供了一系列函数用于线程的创建、控制与资源管理，以下是最常用的核心函数：

int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine) (void *), void *arg);

功能：创建一个新的线程，并指定线程的执行逻辑。
参数：
- thread：输出参数，用于存储创建成功的线程 ID（需预先定义）。
- attr：线程属性，通常设为NULL表示使用默认属性（如默认栈大小、非分离属性）。
- start_routine：函数指针，指向线程的回调函数（线程的执行逻辑入口，即线程的工作空间）。
- arg：传递给回调函数的参数（可传递任意类型数据，需通过指针转换）。
返回值：成功返回 0，失败返回对应的错误码。

pthread_t pthread_self(void);

功能：获取当前线程的线程 ID。
参数：无。
返回值：成功返回当前线程的 ID（类型为pthread_t，通常可转换为unsigned long，格式化输出用%lu），失败返回非 0 值。

void pthread_exit(void *retval);

int pthread_cancel(pthread_t thread);

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

功能：回收指定线程的资源，该函数具有阻塞特性：若指定线程未结束，调用该函数的线程会阻塞等待，直到目标线程退出。
参数：
- thread：需要回收的子线程 ID。
- retval：输出参数，用于存储目标线程退出时的返回状态（对应pthread_exit的参数）。
返回值：成功返回 0，失败返回非 0 值。