linux线程控制

Linux线程控制是指在Linux操作系统中对线程进行创建、管理和同步的一系列操作。线程是进程中的一个执行单元，是CPU调度和分派的基本单位，比进程更小，被包含在进程之中，是实现进程中多个并发执行流的手段。

基础概念

线程创建：可以通过pthread_create函数创建新线程。
线程终止：线程可以通过pthread_exit函数主动退出，或者通过pthread_cancel函数被其他线程取消。
线程同步：包括互斥锁（mutex）、信号量（semaphore）、条件变量（condition variable）等机制，用于保证线程间的正确同步。
线程调度：Linux内核负责线程的调度，可以采用不同的调度策略，如SCHED_FIFO（先进先出）、SCHED_RR（轮转调度）等。

类型

用户级线程：由用户空间的线程库管理，内核不感知。
内核级线程：由内核直接管理，内核知道线程的存在并进行调度。
混合线程：结合了用户级线程和内核级线程的特点。

应用场景

服务器程序：如Web服务器，通过多线程处理并发请求。
图形界面程序：主线程处理用户界面，工作线程处理后台任务。
实时系统：需要快速响应外部事件的系统。

常见问题及解决方法

死锁：多个线程互相等待对方释放资源。解决方法是避免嵌套锁、使用定时锁、按顺序获取锁等。
竞态条件：多个线程同时访问共享资源导致数据不一致。使用互斥锁或其他同步机制可以解决。
线程泄漏：线程没有正确终止，导致资源浪费。确保每个线程都有明确的终止条件，并在不需要时调用pthread_exit或pthread_cancel。

示例代码

以下是一个简单的Linux线程创建和同步的示例：

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

pthread_mutex_t lock;

void* thread_func(void* arg) {
    int id = *(int*)arg;
    pthread_mutex_lock(&lock);
    printf("Thread %d has acquired the lock
", id);
    // 模拟一些工作
    sleep(1);
    printf("Thread %d is releasing the lock
", id);
    pthread_mutex_unlock(&lock);
    pthread_exit(NULL);
}

int main() {
    pthread_t threads[5];
    int thread_ids[5];
    int i;

    if (pthread_mutex_init(&lock, NULL) != 0) {
        printf("Mutex init failed
");
        return 1;
    }

    for (i = 0; i < 5; i++) {
        thread_ids[i] = i;
        if (pthread_create(&threads[i], NULL, thread_func, &thread_ids[i]) != 0) {
            printf("Thread creation failed
");
            return 1;
        }
    }

    for (i = 0; i < 5; i++) {
        pthread_join(threads[i], NULL);
    }

    pthread_mutex_destroy(&lock);
    return 0;
}

在这个示例中，我们创建了5个线程，每个线程在访问共享资源（这里是打印操作）前都会获取一个互斥锁，确保同一时间只有一个线程能够执行打印操作，从而避免竞态条件。