【Linux】线程（二：线程控制）

本篇文章主要围绕线程控制来进行展开。
主题思路是以create与join两个接口展开。

pthread_create 与 pthread_join:

现在只是粗略的了解一下create与join这个函数的参数与返回值：

pthread_create:

这是进行线程创建的函数

参数一：
他是一个输出型参数，为线程的id，这是库提供的类型，本是一个无符号长整型。
参数二：
这个是关于线程属性的，不会用到，我们写为nullptr即可。
参数三：
是一个函数指针，是我们新线程要去执行的函数。
参数四：
传参给参数三中的函数。

关于返回值，带有pthread前缀的函数返回值都是统一的：
成功时返回0，失败时返回错误码。

pthread_join:

我们的进程需要等待，线程当然也需要进行等待，join就是。

参数一：
将指定tid传给他即可。
参数二：
这是接收新线程执行函数的返回值，我们暂时不关心，先设置为nuliptr。

随后会围绕这两个函数进行展开，细节都会涉及到。

代码：

进程控制本质上就是一堆的函数调用，我们当然是要结合代码来看。

问题一：主线程与新线程谁先退出？

我们先写一段最简单的代码：

观察现象：

那么这里后出现一个问题，也就是我们的问题一。

所以应该谁先运行，答案是不确定的，
因为它取决于OS的调度策略与运气等因素，好吧…

问题二：哪个线程应该最后退出？

与我们的进程一样，进程需要父进程来进行等待，所以父进程应最后退出；
线程也应该是主线程最后退出，进行对应的等待。

那么怎么保证他可以最后退出？答案就是join会进行阻塞等待。

如果主线程不进行join？
当主线程退了，那么整个进程就相当于退出了。我们不推荐这种做法，这样的行为是没有意义的。
当主线程没退，新线程跑完，会出现类似僵尸进程的概念。

对于join可以进行等待我们可以验证一下：

对threadRun进行修改一下即可。
利用命令：while ;: do ps -aL ; sleep 1; done进行观察，果然过了5s后都退出了。

问题三：tid是什么样子的？

我们已经说过他的本质是一个无符号数字，我们来看看：
他是什么样子。

打印出来是个很大的数字？

为什么和我们的LWP不一样？
tid实际上是一个虚拟地址，更具体一些的需要等等再说。

问题四：怎么更好的理解新线程函数的传参？

我们已经实验过使用对于传参我们可以传一个字符串，进行强转就可以使用，那么我们可以穿内置类型指针，甚至自定义类型指针？

我们一步一步来看，先来看内置类型的。

我们先在栈中定义一个变量a，将他的地址强转为void*传给函数。

现象：果然循环5次打印10。

那么自定义类型？

代码：

对于ThreadRun函数修改一下打印即可。

现象：

这就意味着我们可以给线程传递多个参数甚至是方法。

但是我们这样写的代码还有一个问题，因为我们创建的data对象在主线程栈区中，这样做会有两个后果：

1. 破坏了主线程的完整性
2. 若存在多线程，每一个都会这个变量做修改，会影响别的进程。

所以我们推荐在堆上开辟空间。

问题五：怎么更好的理解新线程函数的返回值？

与我们的问题四一样，也可以传递各种各样的数据地址。

但是我们现在要了解一下join的返回值，因为我们在上边一直说现在我们不关心，设置为nullptr即可。

但是为什么传入的是一个void**的二级指针呢？
因为我们想得到返回值是void类型，如果传递给他一个void的值，因为形参是实参的临时拷贝，所以传递void*并不会得到你想要的值，只能传递他的地址。

含义与下段代码的是一致的，如果进行传值返回是得不到对应的期望值的。

我们让新线程函数返回一个整数来感受一下。

局部修改后的代码：返回一个void*

使用long long接收一下即可，使用int会报err，因为int是4字节，而64
位下地址为8字节。

现象：果然拿到了111

其实这个也可以当做退出码来理解。

对于进程来说，一个进程退出有3中状态

1. 代码跑完，结果不对
2. 代码跑完，结果对
3. 出异常。

这个线程的返回值可以做到前两点，那么出异常呢？
线程是进程的一部分，线程收到异常进程就会收到异常，理所当然的进程就结束掉了。

验证：
让新线程出现野指针的错误，同时对主线程休眠100s，观察是否会直接终止。

现象：

所以我们也侧面验证了多线程的健壮性比较差。

问题六：如何创建多线程？

因为多个线程创建好创建但是回收有点麻烦，因此我们可以搞一个vector容器将tid进行管理，这样join时也容易join。

非常的简单哦，注意不要讲主线程栈上的地址当做参数传给新线程！
如果在循环中这样做的话会导致两个问题

1. 对象不断被覆盖（若是编译器优化时不重新分配地址，直接用上一个；若是重新分配则上一个实际上就已经被销毁了，你只是在非法访问！）。
2. 出了for循环对象销毁。

代码：

现象：

问题七：线程如何终止？

前六个问题已经将创建与等待部分的内容都涉及了，接下来就是新线程的终止等问题。

方法1: return
我们终止新线程时一直使用的都是此方法，就不在进行赘述了。

那我们可以进行exit吗？
不可以，这个是用来终止进程的！

方法二：pthread_exit
虽然不允许exit，但是线程库提供了pthread_exit。

这个函数使用方法与return完全一致，将其中的参数填为你想return的值即可。

方法三：pthread_cancel：

这个一般用主线程进行取消。

关于取消后的新线程返回值，为-1。

代码：

dfa87c76139ec6f6c1.png)

现象：

注意：我们进行取消时一定要保证线程先存在！若是create后直接cancel因为竞态条件等因素的存在可能会导致先cancel再create。

问题九：可以不进行join吗？

不想等待子进程时我们直接对子进程进行捕捉进而忽略即可，那么现成有这种方法吗？

答案是有的！
线程分离。

a. 一个线程被创建默认是joinable的，必须被join
b. 如果一个线程被分离，那么他的工作状态为分离状态，不需要也不能被join。

我们举一个例子来进行理解：

一个家庭里有一非常叛逆的儿子，与家人争吵了，虽然还在一个屋檐下，但是不管那个孩子了。

分离的线程就是那个儿子，他不需要被等待了，这就叫分离。

我们有两种分离，比如你找你的父亲吵架，或者你的父亲找你吵架，对应着新线程分离与主线程分离。

我们分别来看一看~
新线程主动分离：

我们的线程有一个获取自己LWP的方法：pthread_self，与getpid一样。

返回值：

被分离的进程进行join会直接返回，不在阻塞了！

同样，主线程也是同理。

本节完~