pthread_create（深入理解pthread_create）

每日快讯 2023-05-08T22:42:36

pthread_create是Linux系统下的一个线程创建函数，可以创建一个线程并运行指定的函数。在实际编程中，我们常常需要使用线程来实现一些具有并发性质的任务，比如同时处理多个客户端的请求。因此，深入理解pthread_create函数的原理和使用方法是非常重要的。

pthread_create函数的参数

在使用pthread_create时，我们需要传入以下四个参数：

第一个参数是一个指向线程标识符的指针，该标识符用于区分不同的线程。
第二个参数是一个线程属性结构体指针，用于指定线程的属性。如果不需要指定属性，则可以设为NULL。
第三个参数是一个函数指针，用于指定线程运行的函数。
第四个参数是一个void指针，指向传递给线程运行函数的参数。

pthread_create函数的返回值

pthread_create函数的返回值代表了线程的创建结果：

如果返回0，表示线程创建成功。
如果返回非0值（通常是一个错误码），则表示线程创建失败。

pthread_create函数的使用示例

以下是一个简单的代码示例，演示了如何使用pthread_create函数创建一个线程：


#include 
#include 
#include 
void *thread_function(void *arg)
{
    int i;
    for (i = 0; i < 5; i++) {
        printf(\"Thread %d says hi!\
\", *(int *) arg);
        usleep(1);
    }
    return NULL;
}
int main()
{
    pthread_t mythread[3];
    int i;
    for (i = 0; i < 3; i++) {
        int *arg = malloc(sizeof(*arg));
        *arg = i;
        if (pthread_create(&mythread[i], NULL, thread_function, arg)) {
            printf(\"error creating thread.\");
            abort();
        }
    }
    for (i = 0; i < 3; i++) {
        if (pthread_join(mythread[i], NULL)) {
            printf(\"error joining thread.\");
            abort();
        }
    }
    exit(0);
}

该程序创建了三个线程，并让它们分别输出自己的线程编号。为了方便传递线程编号，我们在创建时使用了malloc分配了一个int大小的内存，并将线程编号保存在该内存中，最后在线程运行完毕后再free掉这块内存。

pthread_create函数的实现原理

要深入理解pthread_create函数，我们需要了解它的实现原理。在Linux系统中，线程的实现是基于进程的，每个线程实际上就是一个轻量级进程。因此，在使用pthread_create函数创建一个线程时，实际上是创建了一个新的进程，并在该进程中运行指定的函数。

当我们调用了pthread_create函数后，操作系统会为该函数创建一个新的进程，并在其中运行指定的函数。由于该新进程是由原有进程（即调用pthread_create的进程）派生而来的，因此新进程会继承原有进程的所有资源，包括内存、文件句柄等。这也就是为什么在新线程中可以访问到与原有线程相同的全局变量、堆内存等资源。

由于每个线程都是一个进程，因此线程之间的切换也是基于进程的。当一个线程需要切换到另一个线程时，操作系统会将当前线程的状态保存下来，然后切换到另一个线程的执行上下文，并开始运行该线程。这个过程包括了保存当前线程的程序计数器、寄存器等寄存器的状态，以及加载另一个线程的程序计数器、寄存器等寄存器的状态。这个过程是由操作系统内核超级用户执行的，因此切换线程需要对内核进行多次切换，较为耗费时间。