Linux基础内容（25）—— 线程控制和线程结构

**Linux基础内容（25）—— 线程控制和线程结构**

在 Linux 中，线程是进程的一个基本组成部分。每个线程都有自己的执行栈、寄存器状态和程序计数器等资源。线程控制和线程结构是 Linux 内核中一个重要的方面。

**1. 线程控制**

线程控制涉及到线程的创建、销毁、调度以及同步等操作。在 Linux 中，线程控制主要通过以下几个函数来实现：

* `pthread_create()`：创建一个新线程。
* `pthread_join()`：等待一个线程结束。
* `pthread_detach()`：分离一个线程，使其不再与父进程共享资源。
* `pthread_cancel()`：取消一个线程的执行。

###1.1 创建线程`pthread_create()`函数用于创建一个新线程。它需要传入以下参数：

* `thread`: 新线程的指针。
* `attr`: 线程属性结构体，用于设置线程的属性，如栈大小、优先级等。
* `start_routine`: 线程入口函数。
* `arg`: 线程入口函数的参数。

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

示例代码：

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

void* thread_func(void* arg) {
 printf("Hello from thread!
");
 return NULL;
}

int main() {
 pthread_t thread;
 int ret = pthread_create(&thread, NULL, thread_func, NULL);
 if (ret !=0) {
 printf("pthread_create failed: %d
", ret);
 return -1;
 }
 // 等待线程结束 pthread_join(thread, NULL);
 return0;
}

###1.2 等待线程结束`pthread_join()`函数用于等待一个线程结束。它需要传入以下参数：

* `thread`: 等待的线程指针。
* `return_value`: 线程返回值。

cint pthread_join(pthread_t thread, void **return_value);

示例代码：

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

void* thread_func(void* arg) {
 printf("Hello from thread!
");
 return NULL;
}

int main() {
 pthread_t thread;
 int ret = pthread_create(&thread, NULL, thread_func, NULL);
 if (ret !=0) {
 printf("pthread_create failed: %d
", ret);
 return -1;
 }
 // 等待线程结束 void* return_value;
 pthread_join(thread, &return_value);
 printf("Thread returned value: %p
", return_value);
 return0;
}

###1.3 分离线程`pthread_detach()`函数用于分离一个线程，使其不再与父进程共享资源。它需要传入以下参数：

* `thread`: 要分离的线程指针。

cint pthread_detach(pthread_t thread);

示例代码：

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

void* thread_func(void* arg) {
 printf("Hello from thread!
");
 return NULL;
}

int main() {
 pthread_t thread;
 int ret = pthread_create(&thread, NULL, thread_func, NULL);
 if (ret !=0) {
 printf("pthread_create failed: %d
", ret);
 return -1;
 }
 // 分离线程 pthread_detach(thread);
 return0;
}

###1.4 取消线程`pthread_cancel()`函数用于取消一个线程的执行。它需要传入以下参数：

* `thread`: 要取消的线程指针。

cint pthread_cancel(pthread_t thread);

示例代码：

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

void* thread_func(void* arg) {
 printf("Hello from thread!
");
 return NULL;
}

int main() {
 pthread_t thread;
 int ret = pthread_create(&thread, NULL, thread_func, NULL);
 if (ret !=0) {
 printf("pthread_create failed: %d
", ret);
 return -1;
 }
 // 取消线程 pthread_cancel(thread);
 return0;
}

**2. 线程结构**

线程结构是 Linux 内核中一个重要的方面。每个线程都有自己的执行栈、寄存器状态和程序计数器等资源。

###2.1 线程栈线程栈是线程的一个基本组成部分。它用于存储线程的局部变量、函数参数和返回值等信息。

cstruct stack {
 void *sp; // 栈顶指针 void *fp; // 栈底指针};

示例代码：

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

void* thread_func(void* arg) {
 int x =10;
 printf("x = %d
", x);
 return NULL;
}

int main() {
 pthread_t thread;
 int ret = pthread_create(&thread, NULL, thread_func, NULL);
 if (ret !=0) {
 printf("pthread_create failed: %d
", ret);
 return -1;
 }
 // 等待线程结束 pthread_join(thread, NULL);
 return0;
}

###2.2 线程寄存器状态线程寄存器状态是线程的一个基本组成部分。它用于存储线程的寄存器值。

cstruct regset {
 unsigned long int gpr[32]; // 通用寄存器 unsigned long int fpr[8]; // 浮点寄存器};

示例代码：

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

void* thread_func(void* arg) {
 int x =10;
 printf("x = %d
", x);
 return NULL;
}

int main() {
 pthread_t thread;
 int ret = pthread_create(&thread, NULL, thread_func, NULL);
 if (ret !=0) {
 printf("pthread_create failed: %d
", ret);
 return -1;
 }
 // 等待线程结束 pthread_join(thread, NULL);
 return0;
}

###2.3 线程程序计数器线程程序计数器是线程的一个基本组成部分。它用于存储线程的当前执行指令。

cstruct pc {
 unsigned long int pc; // 程序计数器};

示例代码：

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

void* thread_func(void* arg) {
 int x =10;
 printf("x = %d
", x);
 return NULL;
}

int main() {
 pthread_t thread;
 int ret = pthread_create(&thread, NULL, thread_func, NULL);
 if (ret !=0) {
 printf("pthread_create failed: %d
", ret);
 return -1;
 }
 // 等待线程结束 pthread_join(thread, NULL);
 return0;
}

**3. 总结**

本文介绍了 Linux 中线程控制和线程结构的基本概念。线程控制涉及到线程的创建、销毁、调度以及同步等操作。线程结构是 Linux 内核中一个重要的方面，每个线程都有自己的执行栈、寄存器状态和程序计数器等资源。

**4. 参考文献**

* 《Linux内核设计与实现》第3版* 《POSIX Threads Programming》第2版