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Linux 线程与进程概念解析

操作系统中的线程和进程是计算机执行任务的核心概念。线程是操作系统调度的最小单位，而进程则是资源分配的最小单位。理解这两者的区别对于编程和系统管理都至关重要。

线程与进程的关系

• 线程：操作系统调度的最小单位。一个进程至少有一个线程，负责执行任务。多个线程可以共享一个进程的资源，减少系统开销。
• 进程：资源分配的基本单位。创建进程时，操作系统需要为其分配物理地址和创建页表等，这使得进程的创建开销较大。

创建线程

在Linux系统中，创建线程的函数是 pthread_create()。它的参数包括：

以下是一个简单的创建线程的代码示例：

#include 
   
    #include 
    
     void* run(void* arg) {    printf("i am a new thread!\n");    return NULL;}int main() {    pthread_t tid;    pthread_create(&tid, NULL, run, NULL);    return 0;}
    
   

需要注意的是，在编译时需要加上 -lpthread选项以链接线程库。

线程等待

主线程创建新线程后，如果不等待，新线程可能不会执行。使用 pthread_join()函数可以等待线程完成并释放资源。

#include 
   
    #include 
    
     void* run(void* arg) {    printf("i am a new thread!\n");    return NULL;}int main() {    pthread_t tid;    pthread_create(&tid, NULL, run, NULL);    pthread_join(tid, NULL);    return 0;}
    
   

线程退出

线程退出有两种方式：

#include 
   
    #include 
    
     #include 
     
      void* run(void* arg) {    while(1) {        printf("i am a new thread!\n");        sleep(1);    }    return NULL;}int main() {    pthread_t tid;    pthread_create(&tid, NULL, run, NULL);    sleep(1);    pthread_cancel(tid);    return 0;}
     
    
   

线程退出时，可以通过返回值传递数据。

#include 
   
    #include 
    
     #include 
     
      #include 
      
       void* run(void* arg) {    printf("i am a new thread!\n");    int* p = (int*)malloc(sizeof(int));    *p = 10;    pthread_exit((void*)p);}int main() {    pthread_t tid;    pthread_create(&tid, NULL, run, NULL);    void* val;    pthread_join(tid, &val);    printf("return val is : %d\n", * (int*) val);    free(val);    return 0;}
      
     
    
   

线程分离

使用 pthread_detach()可以让线程无需等待释放资源。

#include 
   
    #include 
    
     #include 
     
      #include 
      
       void* run(void* arg) {    printf("i am a new thread!\n");    return NULL;}int main() {    pthread_t tid;    pthread_create(&tid, NULL, run, NULL);    pthread_detach(tid);    return 0;}
      
     
    
   

查看线程

使用以下命令可以查看系统中的线程：

• ps -aL：查看所有轻量级进程。
• ps -T-p [pid]：查看特定进程下的线程数。

线程与进程的对比

• 资源分配：进程需要分配物理地址和页表，开销较大。
• 调度单位：线程是调度的基本单位，效率更高。
• 资源共享：进程内的线程共享资源，进程间独立。
• 错误传播：进程内的线程错误可能影响整个进程，进程间不受影响。

理解线程和进程的区别对于优化程序性能、管理系统资源至关重要。在编写并发程序时，合理使用线程可以提升效率，但也需要注意线程安全和资源管理问题。