目录
线程和线程锁概念
线程锁的概念
线程的特点
线程的使用
创建线程 pthread_create
回收线程pthread_join
退出线程 pthread_exit
线程锁的使用
线程同步之互斥锁（Mutex）
初始化互斥锁
获取互斥锁
释放互斥锁
销毁互斥锁
初始化条件变量
等待条件变量
发送信号
广播信号
销毁条件变量
实例：每次打印都实现翻转数组
线程和线程锁概念
线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位，它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。一个进程可以包含一个或多个线程，而每个线程都有自己的指令指针和寄存器状态，它们共享进程的资源，如内存空间、文件句柄和网络连接等。
线程锁的概念
线程锁的基本思想是，只有一个线程能持有锁，其他试图获取锁的线程将被阻塞，直到锁被释放。这样，锁就确保了在任何时刻，只有一个线程能够访问临界区（即需要保护的代码段或数据），从而保证了数据的完整性和一致性。
线程的特点
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轻量级进程：相比进程，线程的创建和切换成本更低，因为它们共享相同的地址空间和资源，不需要进行系统调用和上下文切换。
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并发执行：线程允许在一个进程内部并发执行多个控制流，使得程序能够同时处理多个任务，提高程序的响应速度和效率。
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资源共享：线程共享进程的资源，如内存、文件句柄和网络连接等，这减少了资源的开销，但也要求对共享资源进行同步和保护，以防止数据竞争和不一致。
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通信便捷：由于线程共享同一进程的资源，它们之间的通信比进程间通信更为简单和快速，通常只需要使用局部变量或全局变量即可。
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独立调度和执行：线程可以独立于其他线程进行调度和执行，操作系统可以根据需要将CPU时间分配给不同的线程，而无需切换到不同的进程。
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线程状态：线程也有自己的生命周期，包括创建、就绪、运行、阻塞和终止等状态。线程状态的变化由操作系统调度器控制。
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线程同步：为了保证数据的一致性和完整性，线程在访问共享资源时需要进行同步。常用的同步机制包括互斥锁（mutex）、信号量（semaphore）、条件变量（condition variable）等。
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线程间通信：虽然线程共享资源，但在某些情况下，线程之间也需要进行通信，如通知某一线程完成特定任务或传递数据。这可以通过共享内存、信号量或条件变量等方式实现。
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线程优先级：线程可以有不同的优先级，高优先级的线程在调度时会得到更多的CPU时间，从而影响线程的执行顺序和进程的整体性能。
线程的使用
创建线程 pthread_create
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,
void *(*start_routine) (void *), void *arg);
功能：创建线程
参数：thread：线程标识
attr：线程属性， NULL：代表设置默认属性
start_routine：函数名：代表线程函数
arg：用来给前面函数传参
返回值：成功：0
失败：错误码
回收线程pthread_join
int pthread_join(pthread_t thread, void **value_ptr)
功能：用于等待一个指定的线程结束，阻塞函数
参数：thread：创建的线程对象
value_ptr：指针*value_ptr指向线程返回的参数
返回值：成功 ： 0
失败：errno退出线程 pthread_exit
int pthread_exit(void *value_ptr)
功能：用于退出线程的执行
参数：value_ptr：线程退出时返回的值（任意类型）
返回值：成功 ： 0
失败：errno简单用线程实现一下主线程循环从终端输入，线程函数将数据循环输出，当输入quit结束程序。
线程锁的使用
线程同步之互斥锁（Mutex）
互斥锁（Mutex）是一种用于同步线程访问共享资源的机制，确保在任何时刻只有一个线程能够访问临界区，从而避免了数据竞争和不一致性问题。以下是互斥锁相关函数的详细解析：
初始化互斥锁
C
1int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, const pthread_mutexattr_t *attr);- 功能：初始化互斥锁。
- 参数：
mutex：指向要初始化的互斥锁的指针。attr：指向互斥锁属性结构的指针，如果为NULL，则使用默认属性。
- 返回值：成功返回
0，失败返回非零值。
获取互斥锁
C
1int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);- 功能：尝试获取互斥锁，如果锁已经被另一个线程持有，当前线程将被阻塞，直到锁可用。
- 参数：
mutex：指向要获取的互斥锁的指针。
- 返回值：成功返回
0，失败返回非零值。
注：pthread_mutex_lock与pthread_mutex_trylock的区别在于，pthread_mutex_lock是阻塞的，即如果锁被占用，调用线程会等待直至获取到锁；而pthread_mutex_trylock是非阻塞的，如果锁被占用，它会立即返回，不等待锁释放。
释放互斥锁
C
1int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);- 功能：释放由当前线程持有的互斥锁。
- 参数：
mutex：指向要释放的互斥锁的指针。
- 返回值：成功返回
0，失败返回非零值。
销毁互斥锁
C
1int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);- 功能：销毁互斥锁，通常在不再需要互斥锁时调用。
- 参数：
mutex：指向要销毁的互斥锁的指针。
- 返回值：成功返回
0，失败返回非零值。
初始化条件变量
C
1int pthread_cond_init(pthread_cond_t *restrict cond, const pthread_condattr_t *restrict attr);- 功能：初始化条件变量。
- 参数：
cond：指向要初始化的条件变量的指针。attr：指向条件变量属性的指针，通常设为NULL以使用默认属性。
- 返回值：成功返回
0，失败返回非零值。
等待条件变量
C
1int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *restrict cond, pthread_mutex_t *restrict mutex);- 功能：线程挂起等待，直到条件变量被信号唤醒。
- 参数：
cond：指向要等待的条件变量的指针。mutex：与条件变量关联的互斥锁，必须在调用前锁定并在返回后再次锁定。
- 返回值：成功返回
0，失败返回非零值。 - 注释：当没有条件产生时函数会阻塞，同时会自动解锁互斥锁；一旦条件产生或接收到信号，函数结束阻塞并重新锁定互斥锁。
发送信号
C
1int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);- 功能：向条件变量发送信号，唤醒一个等待该条件变量的线程。
- 参数：
cond：指向条件变量的指针。
- 返回值：成功返回
0，失败返回非零值。 - 注释：通常在条件满足后调用，以通知等待线程继续执行。
广播信号
C
1int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);- 功能：向条件变量广播信号，唤醒所有等待该条件变量的线程。
- 参数：
cond：指向条件变量的指针。
- 返回值：成功返回
0，失败返回非零值。 - 注释：与
pthread_cond_signal类似，但唤醒所有等待线程，而非仅唤醒一个。
销毁条件变量
C
1int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);- 功能：销毁条件变量。
- 参数：
cond：指向要销毁的条件变量的指针。
- 返回值：成功返回
0，失败返回非零值。
实例：每次打印都实现翻转数组
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注：由于线程是随机执行的，所以此时我们不得不用上互斥锁，否则就会出现一些意外情况，这与我们使用标志位是一个道理，例如flag为true的时候p1执行，为flase的p2执行，但是线程锁的逻辑更加严谨和细致一些，功能也更多一些。
