线程的创建销毁与退出，线程属性，互斥锁，读写锁

一、线程的创建与退出

1.1 线程的创建

主线程

子线程

1.2 线程的退出

• 线程的退出可以使用return的方式——

线程使用return退出
但不可以使用exit()来退出当前线程，因为exit是用来退出一个进程的，调用它不仅会退出当前线程，还会把其他所有线程都退出。

• 线程的退出还可以使用pthread_exit()来实现——

pthread_exit()

1.3 线程的回收

• 使用pthread_join()函数 (使用主线程来回收子线程资源)

使用pthread_join()

主线程会等子线程打印完后才开始打印主线程自己的内容——

图示代码
【使用主线程来回收子线程资源】的坏处是主线程处于阻塞状态，就不能做其他事情了。

• 使用pthread_detach()函数 (线程自己回收自己)

分离态

当一个线程被设置为分离态后，就不要在主线程中尝试回收子线程的TCB了。

分离态的结果——

主线程和子线程交替打印

1.4 线程的取消

pthread_cancel()实现取消一定要有系统调用（这样才能跑到内核态，不然一直在用户态），不然是不能实现取消的，只是一个标记的作用。

重点是系统调用开销很大，所以为了可以取消成功，我们可以使用pthread_testcancel()，它的开销很小。

图示代码

二、线程属性

2.1 线程的栈大小

三、互斥锁

同步——不是同时，而是有序地去执行，排队执行

等待前面的线程执行完了才执行当前线程

异步——更相当于同时（并发执行，不受限制）

我们之前写的裸的多线程就是异步的

同步是在需要访问公共资源（比如全局变量）的情况下，一定要同步

3.1 线程不安全的实现

主线程做的就是等待2个子线程的退出——

图示代码

3.2 阻塞式上锁

• lock()和unlock()

阻塞上锁

---

• 阻塞式上锁2——

  
  图示代码
  

  结果——

  
  始终是一个线程拿到锁
  可以看到，一直是一个线程拿到锁，另一个线程拿不到——

原因是假如线程A拿到锁以后，线程B就会阻塞，那么当线程A释放锁以后，线程B还需要【唤醒】恢复现场来抢锁，这个过程也是需要时间的，这个间隔线程A就会重新拿到这个锁，如此反复，就一直是线程A拿到锁。

• 解决方案（让之前拿到锁的线程A阻塞一下）——
  让之前拿到锁的线程A阻塞一下
  结果

2个线程交替地抢锁，没有抢到锁的线程就阻塞等待

3.3 非阻塞式上锁

也叫非阻塞轮询

• trylock()，一个线程如果没有抢到锁并不会处于阻塞状态，而是会返回一个错误码EBASY。那么如果没有抢到这把锁，完全可以去做其他事情。
  对应代码——

图示代码

结果——

图示结果

四、死锁

4.1 死锁的产生

可以看到，线程A拿到了锁0，准备拿锁1，但是锁1已经被线程B拿到了，线程B准备拿锁0，二者互相等待，就是死锁。（原因是嵌套使用了锁，所以避免死锁的方法就是不要嵌套使用锁）

4.2 哪些操作下的全局变量不需要加锁

原子操作，比如a = 10，这就是个原子操作，但是a++不是

a++（非原子操作）——

1. 把a从内存中取出来放到寄存器中（因为内存中是不能进行加减的，寄存器可以）
2. 在寄存器中进行加1操作
3. 把寄存器中a新的内容写回到地址空间中

a = b（非原子操作）——

1. 从b中取出值放到寄存器中
2. 在寄存器中，将这个值添到a中去

a = 10是因为，10是一个立即数，不用取，可以直接填到a的地址中去

4.3 long long操作下的赋值是否是原子操作

32位机中，寄存器可以容纳的数也是32位，而long long的大小是64位的，所以赋值会分成2次，那么就不是一个原子操作

long long型整数的赋值分为高位和低位——

long long分为高4字节和低4字节

所以32位机中，long long类型的也要加锁
但是在64位机中，long long就可以一次赋值完

五、读写锁

5.1 读写锁的用处

• 多个线程同时读一段数据是不会引起竞争风险的，写的时候会产生冲突

写的时候不允许读，保证只有一个线程可以写

• 无脑加入互斥锁，会导致性能降低(因为使用线程就是为了提高并发性)
• 同时去读的情况

不能让每个线程都加一个互斥锁，因为这样就不能【多个线程同时读一块资源】（损害了并发性），所以出现了读写锁

• 读写锁：可以多个读，只能1个写，写的时候不能读

阻塞与非阻塞加锁

• 多个线程读取数据的时候，如果有线程正在写，也是不能读的，需要等到它写完

六、条件变量

• 抢到锁的线程可以在条件变量上等待，等待的时候会把锁交出来。那么另一个线程就可以拿到锁，但是也依然会发现条件不满足，然后第二个线程也在这个条件变量中等待，同时也把锁较出来

唤醒的是线程

• pthread_cond_wait(&cond, &mutex)可能有2种状态，第一种是等待在条件变量上，第二种是条件变量被满足后多个线程之间还要争抢互斥锁（可能有多个线程等待在条件变量上）

重点是抢到锁后，还是要再判断一次是否满足条件，满足才能继续执行下面的代码，不然继续等着

6.1 条件变量的使用

线程想要执行代码需要满足2个条件，而不是1个条件——

1. 满足条件

2. 拿到锁

   
   注意使用while而不是if来判断条件是否成立
   

   如果用if判断条件是否成立，会出现一个Bug——两个线程第一次都满足了条件，但是线程A拿到了锁，所以往下执行，线程B没有拿到锁，所以阻塞，等到线程A释放锁的时候，线程B拿到锁然后执行。但是线程B这个时候可能已经不满足条件了（有锁的情况下），所以需要while循环判断条件是否满足。