线程-3-线程控制

线程资源共享

线程间绝大部分资源都是共享的（堆栈共享区）
线程间堆空间是共享的谁拿着堆空间的入口地址，谁就能访问
共享区也是共享的（cout，printf库都在共享区）
线程间有权限访问/修改其他线程栈数据（用全局变量存储栈变量地址）

线程创建

错误检查

PID， LWP， tid

code：

理解：

线程等待

为什么要有pthread_join
保证了顺序
保证结果可信的（join后线程一定正确处理完）

线程终止

主线程return，表示进程退出，所有线程结束。其他线程return表示只此线程退出
线程中用exit会导致主进程退出
任何地方调用exit，表示整个进程退出

pthread_exit（void*）
只退出调用此函数的线程

pthread_cancel（pthread_t）
取消指定线程
不建议使用pthread_cancel，因为没有进行线程等待，不知到其工作状态。盲目取消正在工作的进程，结果是不可预测的
pthread_cancel后也要pthread_join，不然会遇到类似僵尸问题

joined&detach

线程会有两种被等待状态
默认joined：需要被join
需手动设置：detach；线程分离（主线程不需要等待新线程, 由系统管理回收）

joind&detach作用：

pthread_join：用于阻塞当前线程，等待目标线程执行完毕并回收其资源。
pthread_detach：将线程与当前线程分离，线程执行完毕后自动回收资源，避免阻塞。

一旦线程被分离，它就不能再通过 pthread_join 来等待其结束
调用 pthread_detach 后，线程的资源会在其执行完毕后自动释放（由系统回收），不需要显式地调用 pthread_join
如果没有使用 pthread_join，但又不调用 pthread_detach，则会导致线程资源无法释放，造成资源泄漏。

为什么线程不提供非阻塞等待（没有pthread_tryjoin接口)

防止cpu频繁轮询浪费资源
非阻塞等待可能导致资源不正确回收
可用detach直接分离线程来替代非阻塞等待

阻塞等待&非阻塞等待

阻塞等待：等待某个条件满足（如线程结束）时，线程被挂起，不做其他操作。
非阻塞等待：不会等待，检查条件是否满足，若不满足则立即返回，线程不被挂起。

code

mythread.cc

#include <iostream>
#include <string>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <unistd.h>
#include <thread>// 线程的局部存储
// __thread只能修饰内置类型
__thread int shared_value = 100;std::string toHex(pthread_t tid)
{// 4. 进程内的函数，线程共享char buffer[64];snprintf(buffer, sizeof(buffer), "0x%lx", tid);return buffer;
}void *start(void *args)
{std::string name = static_cast<const char *>(args);sleep(1);while (true){printf("I am a new thread, name: %s, shared_value: %d,  &shared_value: %p\n", name.c_str(), shared_value, &shared_value);sleep(1);}return nullptr;
}int main()
{pthread_attr_t attr;pthread_t tid;pthread_create(&tid, nullptr, start, (void *)"thread-1");std::cout << "I am a new thread, name: main, " << toHex(pthread_self())<< ", NEW thread id: " << toHex(tid) << std::endl;while (true){printf("main thread, shared_value: %d,  &shared_value: %p\n", shared_value, &shared_value);shared_value += 10;sleep(1);}pthread_join(tid, nullptr);return 0;
}// int *addr = nullptr;// void *start1(void *args)
// {
//     std::string name = static_cast<const char *>(args);
//     int a = 100;
//     while (true)
//     {
//         std::cout << name << " local val a: " << a << std::endl;
//         sleep(1);
//     }
// }// void *start(void *args)
// {
//     // 可以的！
//     // pid_t id = fork();
//     // if(id == 0)
//     // {
//     //     // ....
//     // }
//     // pthread_detach(pthread_self());
//     // std::string name = static_cast<const char *>(args);
//     // while (true)
//     // {
//     //     // if(addr != nullptr)
//     //     //std::cout << name << " mod val a: " << (*addr)++ << std::endl;
//     //     std::cout << "I am a new thread" << std::endl;
//     //     sleep(1);
//     //     // break;
//     // }
//     // return 0; // 9. 新线程return表示该线程退出
//     // exit(1); // 任何地方调用exit，表示进程退出!
//     // pthread_exit((void*)10);
// }// int main()
// {
//     // // pthread_t tid1, tid2;
//     // pthread_t tid;
//     // pthread_create(&tid, nullptr, start, (void *)"thread-1");
//     // // pthread_detach(tid);
//     // sleep(5);//     // // int n = pthread_cancel(tid);
//     // // std::cout << "取消线程: " << tid << std::endl;//     // // sleep(5);//     // void *ret = nullptr;
//     // int n = pthread_join(tid, &ret); //PTHREAD_CANCELED;
//     // std::cout << "new thread exit code: " << (long long int)ret << " ,n: " << n << std::endl;//     // // pthread_create(&tid1, nullptr, start2, (void *)"thread-1");
//     // // pthread_join(tid1, nullptr);
//     // return 0; // 9. 主线程return，表示进程结束！
// }// class ThreadData
// {
// public:
//     ThreadData()
//     {}
//     void Init(const std::string &name, int a, int b)
//     {
//         _name = name;
//         _a = a;
//         _b = b;
//     }
//     void Excute()
//     {
//         _result = _a + _b;
//     }
//     int Result(){ return _result; }
//     std::string Name(){ return _name; }
//     void SetId(pthread_t tid) { _tid = tid;}
//     pthread_t Id() { return _tid; }
//     int A(){return _a;}
//     int B(){return _b;}
//     ~ThreadData()
//     {}
// private:
//     std::string _name;
//     int _a;
//     int _b;
//     int _result;
//     pthread_t _tid;
// };// // class outData
// // {// // };// // 5. 全局变量在线程内部是共享的
// int gval = 100;
// // std::queue<int> q;
// // char buffer[4096];// std::string toHex(pthread_t tid)
// {
//     // 4. 进程内的函数，线程共享
//     char buffer[64];
//     snprintf(buffer, sizeof(buffer), "0x%lx", tid);
//     return buffer;
// }// void *routine2(void *args)
// {
//     std::string name = static_cast<const char *>(args);
//     while (true)
//     {
//         // 3. 不加保护的情况下，显示器文件就是共享资源！
//         std::cout << "我是新线程,我的名字是: " << name << ", my tid is : " << toHex(pthread_self()) << "， 全局变量(只是检测)：" << gval << std::endl;
//         sleep(1);
//         // 6. 线程一旦出现异常，可能会导致其他线程全部崩溃
//         // 6.1 信号
//         int *p = nullptr;
//         *p = 100;
//     }
//     return 0;
// }// // 被重入了！！
// void *routine(void *args)
// {
//     //std::string name = static_cast<const char *>(args);
//     ThreadData *td = static_cast<ThreadData *>(args);
//     while (true)
//     {
//         // 3. 不加保护的情况下，显示器文件就是共享资源！
//         std::cout << "我是新线程,我的名字是: " << td->Name() << ", my tid is : " << toHex(pthread_self()) << "， 全局变量(会修改)：" << gval << std::endl;
//         gval++;
//         td->Excute();
//         sleep(1);
//         break;
//     }
//     // 8.返回值问题: 返回参数，可以是变量，数字，对象！
//     // 8.1: 理论上，堆空间也是共享的！谁拿着堆空间的入口地址，谁就能访问该堆区！
//     // int *p = new int(10);
//     // return (void*)p; // 线程退出方式1：线程入口函数return，表示线程退出//     return td;
// }// #define NUM 10// int main()
// {//     // ThreadData td[NUM];
//     // // 准备我们要加工处理的数据
//     // for(int i = 0; i < NUM; i++)
//     // {
//     //     char id[64];
//     //     snprintf(id, sizeof(id), "thread-%d", i);
//     //     td[i].Init(id, i*10, i*20);
//     // }//     // // 创建多线程
//     // for(int i = 0; i < NUM; i++)
//     // {
//     //     pthread_t id;
//     //     pthread_create(&id, nullptr, routine, &td[i]);
//     //     td[i].SetId(id);
//     // }//     // // 等待多个线程
//     // for(int i =0; i< NUM;i++)
//     // {
//     //     pthread_join(td[i].Id(), nullptr);
//     // }//     // // 汇总处理结果
//     // for(int i =0;i < NUM; i++)
//     // {
//     //     printf("td[%d]: %d+%d=%d[%ld]\n", i, td[i].A(), td[i].B(), td[i].Result(), td[i].Id());
//     // }
//     // 1. 新线程和main线程谁先运行，不确定
//     // 2. 线程创建出来，要对进程的时间片进行瓜分
//     // 8. 传参问题: 传递参数，可以是变量，数字，对象！
//     // pthread_t tid1;
//     // ThreadData *td = new ThreadData("thread-1", 10, 20);
//     // pthread_create(&tid1, nullptr, routine1, td);//     // // 7. 线程创建之后，也是要被等待和回收的！
//     // // 7.1 理由：a. 类似僵尸进程的问题 b. 为了知道新线程的执行结果
//     // ThreadData *rtd = nullptr;
//     // int n = pthread_join(tid1, (void**)&rtd); // 我们可以保证，执行完毕，任务一定处理完了，结果变量一定已经被写入了!
//     // if(n != 0)
//     // {
//     //     std::cerr << "join error: " << n << ", " << strerror(n) << std::endl;
//     //     return 1;
//     // }
//     // std::cout << "join success!, ret: " << rtd->Result() << std::endl;
//     // delete td;//     // pthread_t tid2;
//     // pthread_create(&tid2, nullptr, routine2, (void *)"thread-2");//     // pthread_t tid3;
//     // pthread_create(&tid3, nullptr, routine, (void *)"thread-3");//     // pthread_t tid4;
//     // pthread_create(&tid4, nullptr, routine, (void *)"thread-4");//     // std::cout << "new thread id: " << tid << std::endl;
//     // printf("new thread id: 0x%lx\n", tid1);
//     // printf("new thread id: 0x%lx\n", tid2);
//     // printf("new thread id: 0x%lx\n", tid3);
//     // printf("new thread id: 0x%lx\n", tid4);//     // while (true)
//     // {
//     //     std::cout << "我是main线程..." << std::endl;
//     //     sleep(1);
//     // }
// }// // void *routine(void *args)
// // {
// //     std::string name = static_cast<const char *>(args);
// //     while (true)
// //     {
// //         std::cout << "我是新线程,我的名字是: " << name << std::endl;
// //         sleep(1);
// //     }
// //     return 0;
// // }// // int main()
// // {
// //     std::thread t([](){
// //         while (true)
// //         {
// //             std::cout << "我是新线程,我的名字是 : new thread "  << std::endl;
// //             sleep(1);
// //         }
// //     });// //     while (true)
// //     {
// //         std::cout << "我是main线程..."  << std::endl;
// //         sleep(1);
// //     }// //     // pthread_t tid;
// //     // int n = pthread_create(&tid, nullptr, routine, (void *)"thread-1");
// //     // if (n != 0)
// //     // {
// //     //     std::cout << "create thread error: " << strerror(n) << std::endl;
// //     //     return 1;
// //     // }
// //     // while (true)
// //     // {
// //     //     std::cout << "我是main线程..."  << std::endl;
// //     //     sleep(1);
// //     // }
// // }

main.cc

#include "Thread.hpp"
#include <unordered_map>
#include <memory>#define NUM 10// using thread_ptr_t = std::shared_ptr<ThreadModule::Thread>;class threadData
{
public:int max;int start;
};void Count(threadData td)
{for (int i = td.start; i < td.max; i++){std::cout << "i == " << i << std::endl;sleep(1);}
}int main()
{threadData td;td.max = 60;td.start = 50;ThreadModule::Thread<threadData> t(Count, td);// ThreadModule::Thread<int> t(Count, 10);t.Start();t.Join();// 先描述，在组织！// std::unordered_map<std::string, thread_ptr_t> threads;// // 如果我要创建多线程呢？？？// for (int i = 0; i < NUM; i++)// {//     thread_ptr_t t = std::make_shared<ThreadModule::Thread>([](){//         while(true)//         {//             std::cout << "hello world" << std::endl;//             sleep(1);//         }//     });//     threads[t->Name()] = t;// }// for(auto &thread:threads)// {//     thread.second->Start();// }// for(auto &thread:threads)// {//     thread.second->Join();// }// ThreadModule::Thread t([](){//     while(true)//     {//         std::cout << "hello world" << std::endl;//         sleep(1);//     }// });// t.Start();// std::cout << t.Name() << "is running" << std::endl;// sleep(5);// t.Stop();// std::cout << "Stop thread : " << t.Name()<< std::endl;// sleep(1);// t.Join();// std::cout << "Join thread : " << t.Name()<< std::endl;return 0;
}

Thread.hpp

#ifndef _THREAD_HPP__
#define _THREAD_HPP__#include <iostream>
#include <string>
#include <pthread.h>
#include <functional>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>// v2
namespace ThreadModule
{static int number = 1;enum class TSTATUS{NEW,RUNNING,STOP};template <typename T>class Thread{using func_t = std::function<void(T)>;private:// 成员方法！static void *Routine(void *args){Thread<T> *t = static_cast<Thread<T> *>(args);t->_status = TSTATUS::RUNNING;t->_func(t->_data);return nullptr;}void EnableDetach() { _joinable = false; }public:Thread(func_t func, T data) : _func(func), _data(data), _status(TSTATUS::NEW), _joinable(true){_name = "Thread-" + std::to_string(number++);_pid = getpid();}bool Start(){if (_status != TSTATUS::RUNNING){int n = ::pthread_create(&_tid, nullptr, Routine, this); // TODOif (n != 0)return false;return true;}return false;}bool Stop(){if (_status == TSTATUS::RUNNING){int n = ::pthread_cancel(_tid);if (n != 0)return false;_status = TSTATUS::STOP;return true;}return false;}bool Join(){if (_joinable){int n = ::pthread_join(_tid, nullptr);if (n != 0)return false;_status = TSTATUS::STOP;return true;}return false;}void Detach(){EnableDetach();pthread_detach(_tid);}bool IsJoinable() { return _joinable; }std::string Name() { return _name; }~Thread(){}private:std::string _name;pthread_t _tid;pid_t _pid;bool _joinable; // 是否是分离的，默认不是func_t _func;TSTATUS _status;T _data;};
}// v1
// namespace ThreadModule
// {
//     using func_t = std::function<void()>;
//     static int number = 1;
//     enum class TSTATUS
//     {
//         NEW,
//         RUNNING,
//         STOP
//     };//     class Thread
//     {
//     private:
//         // 成员方法！
//         static void *Routine(void *args)
//         {
//             Thread *t = static_cast<Thread *>(args);
//             t->_status = TSTATUS::RUNNING;
//             t->_func();
//             return nullptr;
//         }
//         void EnableDetach() { _joinable = false; }//     public:
//         Thread(func_t func) : _func(func), _status(TSTATUS::NEW), _joinable(true)
//         {
//             _name = "Thread-" + std::to_string(number++);
//             _pid = getpid();
//         }
//         bool Start()
//         {
//             if (_status != TSTATUS::RUNNING)
//             {
//                 int n = ::pthread_create(&_tid, nullptr, Routine, this); // TODO
//                 if (n != 0)
//                     return false;
//                 return true;
//             }
//             return false;
//         }
//         bool Stop()
//         {
//             if (_status == TSTATUS::RUNNING)
//             {
//                 int n = ::pthread_cancel(_tid);
//                 if (n != 0)
//                     return false;
//                 _status = TSTATUS::STOP;
//                 return true;
//             }
//             return false;
//         }
//         bool Join()
//         {
//             if (_joinable)
//             {
//                 int n = ::pthread_join(_tid, nullptr);
//                 if (n != 0)
//                     return false;
//                 _status = TSTATUS::STOP;
//                 return true;
//             }
//             return false;
//         }
//         void Detach()
//         {
//             EnableDetach();
//             pthread_detach(_tid);
//         }
//         bool IsJoinable() { return _joinable; }
//         std::string Name() {return _name;}
//         ~Thread()
//         {
//         }//     private:
//         std::string _name;
//         pthread_t _tid;
//         pid_t _pid;
//         bool _joinable; // 是否是分离的，默认不是
//         func_t _func;
//         TSTATUS _status;
//     };
// }#endif