Linux下线程（LWP）的相关概念

article/2025/8/23 4:58:08

一.概念

线程：一个进程内部的控制序列。或者说在一个程序里的一个执行路线

首先明确一个概念，在Linux下是没有进程的控制块的，使用进程模拟的线程。一个进程中至少有一个线程。所以进程跟线程的数量是一对（一）多的。

线程跟进程的区别
1.进程是资源分配的基本单位，线程是CPU调度的基本单位。
2.创建一个线程要比创建一个进程更加轻量化，所以我们一般也把线程叫做轻量级进程。
3.进程之间是相互独立的，一个进程的异常不会导致另一个进程的异常；而线程由于共享地址空间，访问共同资源，如果一个线程异常，可能会导致所有的线程都异常。
4.进程之间数据各自私有，互不干扰，而线程大部分资源都是共享的，但也有部分资源各自私有，比如线程ID,线程栈，各自的寄存器等等。
5.进程间通信是比较麻烦的，而线程由于共享数据，通信是很容易的。

以下用到的所有的函数的头文件都是`#include <pthread.h>`,用到的函数在gcc（g++）编译的时候都要加上 `-lpthread`

创建线程
要知道，创建线程是比创建进程更轻量化的，创建进程要创建PCB,虚拟地址空间，页表，还要在物理内存上存储存储该进程的数据等等，而在Linux下使用进程模拟的线程，则创建线程只需要创建一个PCB即可，该PCB也指向虚拟地址空间。即线程所用数据就是虚拟地址空间上的数据。我们把创建进程时创建的PCB称为主线程。
在这里插入图片描述
线程创建函数：

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

thread:输出型参数，返回线程ID
attr:设置线程的属性，一般为NULL即可
start_routine:一个函数指针，即线程所要执行的函数，返回值void*，参数void*
arg:传给start_routine的参数。
返回值：创建成功返回0，创建失败返回错误码。

线程等待
为什么要线程等待？
因为已经退出的线程，其空间没有被释放，仍然在进程的地址空间内。如果不进行线程等待，就会发生类似于僵尸进程的问题。所以必须线程等待。

线程等待函数：

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

thread:线程，表明要等哪个线程
retval:是pthread_create中start_routine的返回值，一般在主线程内定义void*变量，将该变量地址传入，获取start_routine的返回信息。不关心可设为NULL.
返回值：成功返回0，失败返回错误码。

测试样例：

#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
using namespace std;
void* run1(void*arg)
{const char* msg = (const char*)arg;while(true){cout<<msg<<endl;sleep(1);}
}
void* run2(void*arg)
{const char* msg = (const char*)arg;while(true){cout<<msg<<endl;sleep(1);}
}
int main()
{pthread_t t1,t2;const char* s1 = "I am a thread1";const char* s2 = "I am a thread2";pthread_create(&t1,nullptr,run1,(void*)s1);pthread_create(&t2,nullptr,run2,(void*)s2);pthread_join(t1,nullptr);pthread_join(t2,nullptr);return 0;
}

运行结果
在这里插入图片描述

线程ID和进程ID

进程ID是每一个进程独有的ID，可以通过getpid函数获得，也可以通过 ps -ajx查看属于进程ID，而线程ID是每一个线程独有的ID，当使用pthread_create函数时，通过第一个参数将线程ID传出，也可以使用函数pthread_self

pthread_t pthread_self(void)

无参，返回调用这个函数的线程ID

也可以使用ps -aL查看线程ID

我们创建一个线程并通过pthread_self和ps -aL分别查看它的ID

#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
using namespace std;
void* run1(void*arg)
{char* msg = (char*)arg;cout<<arg<<pthread_self()<<endl;sleep(1);
}
int main()
{pthread_t t;pthread_create(&t,nullptr,run1,(void*)"pthread id:");pthread_join(t,nullptr);return 0;
}