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线程的相关知识
线程创建
pthread_create
线程关于进程内部资源问题
线程等待
pthread_join
线程退出
pthread_cancel
线程id的理解
pthread_self
线程分离
pthread_detach
线程的相关知识
首先线程是在进程内部执行的，是OS调度的基本单位
线程的理解：之所以说线程是在进程内部执行的，是OS调度的基本单位，是因为线程是在进程的地址空间内运行，并且CPU其实是不关心执行流是进程还是线程，只关心PCB
而Linux中，一个进程有一个PCB结构体，即task_struct，以这个task_struct为父亲，不重新创建新的地址空间、页表，而是只创建新的task_struct，与进程的task_struct共用地址空间(mm_struct)、页表，并且通过一定的技术手段，将当前进程的资源，以一定的方式划分给不同的task_struct，上述这样的每一个task_struct就称之为线程
在前面我们学习过，用户视角中：进程 = 内核数据结构 + 该进程对应的代码和数据
并且之前学习进程时，进程的内核数据结构只有一个PCB结构体，今天引入了线程，知道了一个进程的内核数据结构可以有多个PCB结构体
只有一个PCB结构体，称之为内部只有一个执行流，而若有多个PCB结构体，说明进程内部具有多个执行流，其中一个task_struct就代表进程内部的一个执行流
今天站在内核视角：进程是承担分配系统资源的基本实体
因为系统分配的资源都是刚开始的进程向系统索要的，而下面的线程都只是用上面进程所申请的资源，所以内核角度说进程是承担分配系统资源的基本实体
CPU并不关心进程与线程的概念，只关注task_struct
在Linux下，PCB <= 其他OS内的PCB的，因为Linux中一个PCB有可能只会分到一部分资源(因为有多线程存在，可能有多个PCB)，也有可能只有一个PCB，能够使用全部的资源，所以Linux中的PCB <= 其他OS内的PCB
因此Linux下的进程，统称为轻量级进程
Linux没有真正意义上的线程结构，因为没有为线程专门创建一个数据结构，Linux是用进程PCB模拟的线程的
所以今后在Linux中不严格区分进程和线程，统一叫做轻量级进程，进程内部只有一个执行流的话，就对应到别的OS中的单进程程序；若进程内部包含多个PCB，就对应到别的OS中的多线程
因此Linux不能直接给我们提供线程相关的接口，只能提供轻量级进程的接口
Linux为了照顾用户的使用，因为用户只清楚进程和线程，也并不知道什么轻量级进程，因此在用户层实现了一套用户层多线程方案，以库的方式提供给用户进行使用，pthread线程库，即原生线程库
线程创建
pthread_create
创建线程的函数是pthread_create，使用man查看：
需要包含头文件：pthread.h
函数参数：
第一个参数：线程ID，pthread_t是无符号长整型的
第二个参数：线程属性(默认nullptr即可，不用管)
第三个参数：是一个返回值为void*，参数为void*的函数指针，表示这个线程要执行进程的一部分代码时的入口地址
第四个参数：就是传递给上面的函数指针的参数，若pthread_create函数创建成功，就会把这个参数传递给函数指针，是一个回调的过程
返回值：
成功返回0，失败返回错误码
下面代码进行验证上述结论：
makefile：(Makefile中，线程库编译时必须要加-lpthread，否则会报错)
mythread.cc：
在新线程创建成功后，pthread_create中的第四个参数就会传给threadRun函数的参数args
mythread.cc代码中，main函数中在for循环中，创建了5个新线程，for循环下面是主线程，新线程和主线程分别打印各自的pid，观察pid是否相同，就可以判断出线程是否在进程里
下面首先make编译：
生成了可执行程序mythread，通过ldd mythread查看，发现使用了pthread库：
运行结果如下：
可以看到，主线程和新线程的pid都为26435，所以可以证明线程在进程内部运行
下面执行ps axj | head -1 && ps -axj | grep mythread：
可以观察到只能看到一个进程，pid为26435，但是右边却有6个执行流
下面使用ps -aL可以查看轻量级进程：
可以观察到确实有6个执行流，且pid都为26435 ，说明这六个执行流属于同一个进程
而上图中PID右边那一列LWP，是属于轻量级进程对应的pid，而第一行的PID与LWP相等，所以第一行的执行流叫做主线程，而下面的五个执行流叫做新线程
所以CPU调度线程时，看的其实是LWP，因为PID是1对n的关系，而LWP是一一对应的
而接下来，如果我们kill -9 26435，观察结果：
通过观察结果，杀死PID为26435的进程，再观察轻量级进程时，发现都被终止了，原因是：当前所有线程都是在进程内部创建的，而kill -9把进程终止了，就相当于该进程的资源要被回收，所以这些线程所需要的代码和数据也就会被回收，因此都被终止了
线程关于进程内部资源问题
线程大部分资源都是共享的，但是也有独自占用的资源
线程独自占用的资源：寄存器(即线程的上下文)、栈、错误码、信号屏蔽字、调度优先级
前两种最重要
线程切换的成本低，理由如下：
第一：线程切换时所用的地址空间、页表等不需要切换，而如果CPU调度时调度的PCB是另一个进程的PCB，那么在调度时就需要整体把CPU内部相关的上下文、临时数据、页表、地址空间等都需要切换
第二：CPU内部是有L1~L3cache(缓存)，对内存的数据和代码，根据局部性原理(一条指令附近的代码，有较大的概率被使用)，预读到CPU内部
如果进程切换，原进程的cache就会立即失效，新进程只能重新缓存，所以进程切换的成本更高
线程等待
在上面我们kill -9 [进程pid]后，进程及相关的线程都被终止了，那么如果新线程出现异常呢，下面进行相关验证：
运行结果为：
发现发生了8号错误，并且进程也退出了
所以得到下面结论：
①线程谁先运行与调度器相关
②线程一旦异常，都可能导致进程整体退出
线程在创建并执行的时候，也是需要进行等待的，如果主线程不等待，就会引起类似进程的僵尸进程问题，导致内存泄漏问题
所以主线程就需要等待新线程，接口是pthread_join
pthread_join
使用man查看：
需要包含头文件pthread.h
函数参数：
第一个参数：线程id
第二个参数：开始先设为nullptr
函数返回值：
成功返回0，失败返回错误码
下面使用pthread_join函数进行线程等待：
运行结果为：
可以看到，新线程先退出，主线程等待成功后，资源回收后也退出
通过执行ps -aL | head -1 && ps -aL | grep mythread，也可以观察到线程的情况：
在主线程等待新线程时，可以看到两个线程都在运行，而新线程退出后，主线程等待成功也随之退出，此时再观察左边窗口，就没有正在运行的线程了
这时候还有个问题，我们注意到threadRoutine函数是有返回值的，那这个返回值是返回给谁呢？
当然是谁等待它，就返回给谁，一般是返回给主线程，那么主线程如何获取到呢？
自然就是通过pthread_join的第二个参数，retval
retval的类型是void**，而类型之所以是void**，是因为函数threadRoutine的返回值是void*，而void*的地址类型就是void**了
下面改变代码，获取新线程的退出结果：
由于ret中存的就是threadRoutine函数的返回值，我们只需要将ret强转为long long即可得到结果
运行结果为：
可以看到，主线程成功拿到了返回值5
而上面只是最基础的用法，主线程也可以拿到新线程在堆空间开辟的数据，如下：
在threadRoutine函数中，新线程在堆上开辟了一个data数组，主线程等待结束后获取新线程开辟数组的内容
运行结果为：
新线程如果出现异常，主线程也不需要关注，因为如果新线程出现异常退出了，那么主线程同样会退出，所以并不关心这种情况
线程退出
关于线程退出，第一种是直接使用exit
这种方式不推荐使用，因为在线程中使用exit，是直接将整个进程退出了，没有意义
第二种是使用pthread_exit
pthread_exit就只会退出新线程，进程并不会退出，下面演示用法：
我们在threadRoutine函数中，在cout的上面执行pthread_exit，所以就不会执行下面的cout语句
运行结果为：
成功退出新线程，并在主线程中拿到结果
第三种方式是pthread_cancel
pthread_cancel是取消线程
pthread_cancel
同样需要包含头文件：pthread.h
函数参数是线程id
下面演示用法：
threadRoutine函数中，新线程死循环
而主线程在main函数中等待4秒，4秒后执行pthread_cancel函数，退出新线程，然后打印线程id，再打印退出结果，最后sleep3秒后主线程也退出
运行结果为：
可以看到打印出来的线程id为上面非常长的一串数字，打印出来的新线程的退出码为-1
通过两个窗口能够更清晰的看出过程，刚开始两个线程都在运行，主线程4秒后执行pthread_cancel取消新线程，这时主线程正在sleep3秒，所以此时只有一个主线程在运行，3秒后主线程也退出，就没有线程正在运行了
我们可以发现，线程被取消，join的时候退出码是-1，也就是宏定义的PTHREAD_CANCELED，即-1
线程id的理解
在上面打印时，发现线程id是非常长的一串数字，其实线程id本质上就是地址，是在共享区的地址，是为了满足线程的私有栈结构的，主线程使用地址空间原始划分的栈结构，创建出来的新线程则在共享区中开辟一段空间，作为线程的私有栈结构，而这段空间的起始地址就是线程id
pthread_self
线程库中还有一个接口，即pthread_self函数，用于每一个线程获得自己的线程id
用法很简单，如下所示：
有了pthread_self函数，就可以和pthread_cancel结合使用，如：pthread_cancel(pthread_self())，可以线程自己取消自己，当然这种用法并不推荐，只是提及一下，还是建议正常使用，即主线程取消新线程，不要自己取消自己
线程之间是共享全局变量的，而如果在全局变量前加__thread(最前面是两个_)，就是让每一个线程各自拥有一个全局的变量，这叫做线程的局部存储
线程分离
上面说到主线程可以pthread_join等待新线程结束，但是如果我们并不关心线程的返回值，这时的join是一种负担，这时我们可以告诉系统，当线程退出时，就自动释放线程资源
我们可以给线程设置分离状态，设置完毕后，主线程就不需要再join新线程了，并且新线程退出后会有库自动回收新线程申请的资源，主线程不用关心
pthread_detach
一般都是由新线程自己分离自己，与pthread_self结合使用：
需要注意的是，即使线程分离了，分离以后如果线程中出现异常，依旧会影响进程，所有线程都会退出
