POSIX线程编程指南：创建与管理

"POSIX线程编程指南.pdf" POSIX线程，通常简称为pthreads，是操作系统提供的一种多线程编程接口，遵循POSIX标准。这个编程指南主要讲解如何在C语言环境中利用pthreads库进行线程的创建、管理以及同步。 线程和进程是操作系统中两种基本的执行单元。进程是系统分配资源的基本单位，每个进程有自己的内存空间和系统资源。相比之下，线程是执行的实体，它在一个进程内共享资源，如内存空间，但拥有独立的栈空间和执行顺序。引入线程的主要目的是提高程序的并发性，减少上下文切换的开销，提高执行效率和响应时间。线程在单处理器系统（SMP）上能实现更高效的资源利用，而在分布式系统中，进程可以跨机器迁移，更适合于任务的分布式处理。 在POSIX线程编程中，创建线程是通过`pthread_create()`函数完成的。这个函数接收四个参数：`thread`用于保存新创建线程的ID，`attr`是线程属性的指针，`start_routine`是新线程开始执行的函数，`arg`则是传递给该函数的参数。当`pthread_create()`成功执行后，新线程将从`start_routine(arg)`开始执行。需要注意的是，`arg`可以是任何类型，通过类型转换在`start_routine()`内部使用。 线程创建属性`attr`允许程序员自定义新线程的行为。其中，`detachstate`属性决定了线程是否为可连接（joinable）或分离状态。默认情况下，线程创建时是可连接的（PTHREAD_CREATE_JOINABLE），这意味着主线程可以通过`pthread_join()`等待新线程结束并回收其资源。如果设置为分离状态（PTHREAD_CREATE_DETACH），线程在结束时会自动清理资源，无法再通过`pthread_join()`同步。 另一个重要属性是`__schedpolicy`，它定义了线程的调度策略。调度策略包括SCHED_FIFO（先进先出）、SCHED_RR（时间片轮转）等，这些策略影响线程的优先级和执行顺序。调度参数`__schedparam`可以进一步细化线程的调度优先级。 除了线程创建，线程同步也是pthreads编程的重要部分。例如，可以使用互斥锁（`pthread_mutex_t`）来保护共享资源，避免竞态条件。条件变量（`pthread_cond_t`）用于线程间的协作，让一个线程等待特定条件满足后再继续执行。信号量（`sem_t`）可以控制对共享资源的访问计数。 此外，还有线程取消（`pthread_cancel()`）和线程退出（`pthread_exit()`）功能，允许在运行时终止线程或者从线程中返回特定值。线程取消点可以通过`pthread_setcancelstate()`和`pthread_setcanceltype()`来设定，确保在适当的位置安全地取消线程。 POSIX线程编程提供了丰富的工具来实现并发和同步，允许开发者构建高效、可扩展的多线程应用程序。理解并熟练掌握这些概念和函数是编写可靠并发程序的关键。