线程的标准

线程标准

POSIX标准

• 一套接口规范，定义了操作系统（尤其是类Unix系统）应该提供哪些功能、以及如何调用这些功能
• 核心目的：可移植性。在遵循POSIX的不同系统（如Linux, BSD, macOS, VxWorks, QNX等）上都能编译运行，无需大量修改
• 嵌入式Linux中的意义：系统调用（如read, write, fork）、文件操作、进程线程API，其行为规范大都源于POSIX

POSIX线程（Pthreads）

• POSIX标准中定义的线程编程接口Pthreads，是一组C语言函数（以pthread_开头）、数据类型（如pthread_t）和常量
• 核心思想：在单个进程内，创建多个并发执行流，它们共享进程的大部分资源，但各自拥有独立的执行上下文（如栈、寄存器）

线程属性（POSIX.1标准）

Linux下线程实现演变

LinuxThreads

• 是原始的 Pthreads 实现，从 glibc 2.4 开始，不再支持此实现
• LinuxThreads 线程被实现为共享比平常更多的信息的进程
• 偏离 POSIX.1 规范的实现：
  • LinuxThreads 线程（包括管理器线程）使用 ps（） 显示为单独的进程
  • 对 getpid（） 的调用在每个线程中返回不同的值
  • 在主线程以外的线程中调用 getppid（） 会返回管理器线程的进程 ID
  • 当一个线程使用 fork() 创建新的子进程时, 只允许创建子线程的线程在其上wait()
  • 进程与调用 execve（） 的线程具有相同的 PID
  • 线程不共享用户 ID 和组 ID
  • 线程不共享公共会话 ID 和进程组 ID
  • …

NPTL (Native POSIX Threads Library)

• 现代 Pthreads 实现
  • 与 LinuxThreads 相比，NPTL 更符合 POSIX.1 规范的要求，并且在创建大量线程时具有更好的性能
  • NPTL 从 glibc 2.3.2 开始提供，并且需要 Linux 2.6 内核中存在的功能
  • 使用 NPTL 时，进程中的所有线程都放置在同一个线程组中
  • 线程组的所有成员共享同一个 PID
  • …

任何主流嵌入式Linux发行版（如Buildroot, Yocto, OpenWrt等构建的），默认都是NPTL

可以认为线程就是POSIX标准的实现

确定线程实现的方式

• 可以使用getconf命令

getconf GNU_LIBPTHREAD_VERSION

• 对于较旧的 glibc 版本：

$(ldd /bin/ls|greplibc.so|awk'{print $3}')|egrep-i'threads|nptl'

Pthreads函数特点

关于返回值

• 返回值惯例：Pthreads与大多数Linux系统调用的重要区别
• 成功：返回 0。
• 失败：返回 正的错误号（如EAGAIN, EINVAL）,返回的错误号与errno中返回的错误号具有相同的含义
• 但是不设置errno：错误号直接通过返回值给出，所以不能用perror()直接输出错误，需要用strerror()转换

// 错误示例：perror(“pthread_create”); // 这行不通！// 正确做法：intret=pthread_create(&tid,NULL,func,NULL);if(ret!=0){fprintf(stderr,“pthread_create error:%s\n”,strerror(ret));}

关于EINTR错误

• EINTR表示系统调用被信号中断
• 对于每个可能返回错误的pthreads函数，POSIX.1-2001指定该函数永远不会因错误EINTR而失败
  • 即Pthreads函数本身不会被信号中断而失败
• 但普通的系统调用（如read, sleep, write）可能会被中断并返回EINTR
• 对可能阻塞的系统调用，在循环中处理EINTR是健壮性编程的常见做法

while((n=read(fd,buf,size))==-1&&errno==EINTR);// 什么也不做，只是重启readif(n==-1)// 处理其他错误perror(“read”);