線程標識

#include <pthread.h>
int pthread_equal(pthread_t tid1, pthread_t tid2);

pthread_t pthread_self(void);

線程創建

Unix中進程起始時只有一個master threads，除非使用pthread_create來創建更多的線程。

#include <pthread.h>

int phread_create(pthread_t *restrict tidp,
                  const pthread_attr_t *restrict attr,
                  void *(*start_rtn)(void *),
                  void *restrict arg);
                  //成功返回0，出錯返回錯誤編碼

說明：
注意tidp保存的是線程標識符，線程的屬性有attr指定，或者用NULL表示使用默認屬性，線程創建後從start_rtn開始執行，start_rtn只有一個void *參數，用arg表示。

注意：

當一個線程創建之後，線程有權限使用進程空間，以及會繼承calling thread的floating-point
environment以及signal mask，但是pending
signals會被清除。即，如果在A線程中創建B線程，那麼B線程會繼承A線程的signal mask，但是B線程的peding
signal會被清空。
pthread的出錯方式是返回一個錯誤代碼，並不是設置環境變量errno
使用pthread_create時的注意事項：
並不是在pthread_create返回之後，新線程纔去運行，而是一旦新線程創建完畢，那麼就是新線程與其他線程就會去進程cpu，誰拿到了，誰就去執行。而在pthread_create函數體類，新線程就別創建完畢了，這樣新線程就可能會去執行，而此時ntid卻還沒有別初始化完畢，所以在新線程中我們使用了pthread_self來獲取新新線程的id，而沒有用tid。

線程終止

終止方式

線程終止的方式主要有3種：
1.從線程中return
2.線程被其他線程取消
3.線程中調用pthrea_exit

另外需要注意的是，在任意一個進程中的線程裏面調用eixt(),_exit()都會造成該進程的終止。

pthread_exit函數與pthread_join函數

#include <pthread.h>
void pthread_exit(void *rval_ptr);

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

說明：
pthread_exit與pthrea_join

1.如果在A線程中創建了B線程，B線程沒有被分離，那麼B線程就相當於A線程的子線程，在B線程調用pthread_exit()後，A線程可以調用pthread_join函數來獲得B線程的一些情況。
2.如果B線程被分離出去，那麼A線程調用pthread_join就會返回EINVAL。
3.如果線程是被取消的，那麼pthread_join中的rval_ptr所指向的內存地址所指向的內容就被設置爲PTHREAD_CANCELED.
4.pthread_join會阻塞線程，直到指定線程退出

注意點：

注意的是pthread_exit(void *rval_ptr)，這個值是一個rval_ptr，在線程調用這個函數後，rval_ptr就會指向一個內存地址。而在另一個線程中調用pthread_join(pthrea_d thtrea, void
**rval_ptr)，rval_ptr所指向的就是rval_ptr指向的內容。所以若果一個線程在退出後想要返回一些信息，那麼這個信息最好不要在線程的棧空間中保留，最好使用malloc把信息保存在堆中，這樣這些信息就不會隨着線程的退出而無效。
另外需要注意的是一個線程調用pthread_exit()，那麼線程退出後，就會調用線程的退出清理函數，類似於進程的atexit()所註冊的函數。而在線程的啓動例程中調用return就不會調用線程的退出清理函數。

pthread_cancel函數

int pthread_cancel(pthread_t tid)

表明我這個線程想要取消tid這個線程。注意只是表示我想要取消，我並不會等到線程真正取消。

pthread_cleanup_push/pop

void pthread_cleanup_push(void (*rtn)(void *), void *arg);
void pthread_cleanup_pop(int execute);

說明：
作用類似於atexit()
注意：
rtn函數只有在3中情況下會執行：
1.線程調用pthread_exit
2.線程響應別的線程的取消操作
3.使用pthread_cleanup_pop，並且pexecute的參數非0
4.push 與 pop要成對出現

解釋：
1.如果execute參數爲0，那麼就pthread_cleanup_pop函數就什麼都不做。
2.如果線程是從主例程中使用return返回，那麼就不會執行rtn。主例程指的是創建時使用的start_fun。所以想要執行清理函數要使用pthread_exit。

注意點：
默認情況下，線程的終止狀態會保持到我們調用pthread_join。但是如果線程是處於分離狀態，那麼線程的終止狀態會被立即取回。pthread_join並不能作用於一個處於分離狀態的線程，這樣做會導致pthread_join返回錯誤。

線程同步

1.互斥量

互斥鎖：
互斥鎖指的是當我們訪問共享內容時，我們先上個鎖，在訪問結束之後再解開鎖。如果我們訪問共享內容時，這個共享內容已經被上鎖了，我們就會被阻塞起來，直到有個線程釋放了這個鎖，並且喚醒的是我們。

#include <pthread.h>
int pthread_mutex_init(pthread *restrict mutex,
                       const pthread_mutexattr_t *restrict attr);

int pthread_mutex_destroy(phtread_mutex_t *mutex);

int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);
int phtread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);

互斥鎖的操作，注意trylock不會造成阻塞，而lock會造成阻塞。

2.避免死鎖

解決死鎖的思路：
1.資源有序加鎖
2.使用pthread_mutex_trylock,成功的時候使用lock，不成功就放棄自己已經獲得的鎖，然後等一會之後重新開始加鎖。

pthread_mutex_timedlock

類似於lock，但是指定了我們可以鎖住的時間是多少，到時間就會返回ETIMEOUT並且釋放自己的鎖。

4.讀寫鎖

說明：
讀寫鎖：
一共有三種狀態：
1.寫鎖狀態
2.讀鎖狀態
3.沒有鎖狀態

寫鎖狀態下，要想再加鎖就會被阻塞住，無論你是想加讀鎖，還是想加寫鎖。在讀鎖狀態下，你可以加讀鎖，並且不會被阻塞，但是如果你想加寫鎖，你就會被鎖住。
注意如果在讀鎖模式下，你加了寫鎖，只能等待前面加上讀鎖的線程都釋放自己的鎖之後，纔可以加上寫鎖。但是你表明自己想要加寫鎖之後，後面的線程想加讀鎖的話就會被阻塞住。

讀寫鎖適合那些讀操作頻繁的程序。

int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

int pthread_rwlock_tryrdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
int phtread_rwlock_trywrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

類似於互斥量的try。
注意當鎖是可以獲得的時候，返回0。否則返回錯誤代碼EBUSY。

5.條件變量

#include <pthread.h>
int pthread_cond_init(pthread_cond_t *restrict cond,
                      pthread_condattr_t *restrict attr);

int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);

int pthread_cond_wait(pthread_cont_t *restrict cond,
                      pthread_mutex_t *restrict mutex,
                      const struct timespec *restrict timeout);

int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);
int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);

說明：

條件變量要用mutex來保護。
使用過程是：一個線程首先鎖定互斥量mutex，然後調用pthread_cond_wait()，這個函數有一個原子操作，即先解鎖，再把本線程掛起到等待隊列中。（之所以是先解鎖，是因爲掛起之後就不能佔用cpu操作了。）注意到爲什麼是原子操作，在於我們先解鎖了，所以防止解鎖後，條件有改變，而我們卻沒有捕獲到這個改變，所以要用原子操作。線程被阻塞後就要等待別人的線程讓條件爲真然後喚醒本線程。
這個函數返回之後，mutex會再次被鎖住。
可以使用signal和broadcast喚醒等待條件變量cond的線程。 signal喚醒至少一個。 broadcast喚醒所有。

注意點：
注意因爲signal與broadcast都有可能喚起多個線程，所有可能一個線程使用了之後，造成條件的再一次不滿足，這時就需要再次使用這個函數了。、

例子：

自旋鎖

自旋鎖會出現忙等，但是不會阻塞。

屏障

屏障允許線程等待，知道所有相關的線程到達了同一點，然後線程各自繼續執行。

int pthread_barrier_init(pthread_barrier_t *restrict barrier,
const pthread_barrierattr_t *restrict attr,
unsigned int count);

int pthread_barrier_destroy(pthread_barrier_t *barrier);

說明：
count指定了有多少個線程要達到這個屏障，纔可以進行下一步工作。

pthread_barrier_wait

int pthread_barrier_wait(pthread_barrier_t *barrier);

說明：
如果一個線程調用了pthread_barrier_wait之後：
1.如果等待在這個屏障上的線程的個數還沒有到達count，那麼這個線程會被阻塞。
2.如果在調用之後，count個數到達了，那麼所有的線程都會被喚醒。

注意：

注意只有一個線程會在返回時獲得的返回值爲:PTHREAD_BARRIER_SERIAL_THREAD，這個線程就相等於是一個主線程來處理所有線程處理的結果。
pthread_join就是一個屏障的簡單例子
另外要注意的是：當barrier count到達了，並且所有線程都被解除阻塞，那麼barrier就可以被重用了。但是barrier
count並不可以修改，除非你調用了pthread_barrier_destroy函數，然後在使用init。

總結

線程是一個很重要的概念，他可以提供併發程度。線程可以看成是一個輕量級的進程。在程序開始運行是隻有一個主線程，我們可以在線程中創建多個線程，但是注意一個進程可以創建的線程是有上線的。
另外需要注意的線程退出時的一些情況。例如什麼時候會執行退出線程清理函數。在線程中調用exit()會怎麼樣。線程與線程之間的關係，線程與進程之間的關係。
另一部分就是線程同步問題了：主要有互斥量，讀寫鎖，自旋鎖，條件變量，屏障。注意死鎖問題，已經解決辦法。知道同步方法使用的情況有哪些。

另外在這章中看到了指針的另一種用法，注意指針是一個對象，他本身就是相當於一個整形值，我們只是在聲明的時候表示這個對象指向的是什麼類型。所以可以靈活運用void *。指針之間的比較其實比較的是這兩個指針是否指向同一個地址。

參考

POSIX多線程程序設計

Apue學習：線程