Linux多线程实践（二）线程基本API（POSIX）

int pthread_create(pthread_t *restrict thread,  
        const pthread_attr_t *restrict attr,  
        void *(*start_routine)(void*), void *restrict arg);  

创建一个新的线程

参数

thread:线程ID

attr:设置线程的属性，一般设置为NULL表示使用默认属性

start_routine:是个函数地址，线程启动后要执行的函数

arg:传给线程启动函数的参数

返回值：成功返回0；失败返回错误码;

/** 实践: 新的错误检查与错误退出函数 **/  
inline void err_check(const std::string &msg, int retno)  
{  
    if (retno != 0)  
        err_exit(msg, retno);  
}  
inline void err_exit(const std::string &msg, int retno)  
{  
    std::cerr << msg << ": " << strerror(retno) << endl;  
    exit(EXIT_FAILURE);  
}  

void pthread_exit(void *value_ptr); 

value_ptr：value_ptr不要指向一个局部变量，因为当其它线程得到这个返回指针时线程函数已经退出了。
返回值：无返回值，跟进程一样，线程结束的时候无法返回到它的调用者（自身）

如果需要只终止某个线程而不终止整个进程，可以有三种方法：

1、从线程函数return。这种方法对主线程不适用，从main函数return相当于调用exit，而如果任意一个线程调用了exit或_exit，则整个进程的所有线程都终止。

2、一个线程可以调用pthread_cancel 终止同一进程中的另一个线程。

3、线程可以调用pthread_exit终止自己。

int pthread_join(pthread_t thread, void **value_ptr);  

当pthread_create 中的 start_routine返回时，这个线程就退出了，其它线程可以调用pthread_join得到start_routine的返回值，类似于父进程调用wait(2)得到子进程的退出状态。

调用该函数的线程将挂起等待，直到id为thread的线程终止。thread线程以不同的方法终止，通过pthread_join得到的终止状态是不同的，总结如下：

1、如果thread线程通过return返回，value_ptr所指向的单元里存放的是thread线程函数的返回值。

2、如果thread线程被别的线程调用pthread_cancel异常终止掉，value_ptr所指向的单元里存放的是常数PTHREAD_CANCELED。

3、如果thread线程是自己调用pthread_exit终止的，value_ptr所指向的单元存放的是传给pthread_exit的参数。

如果对thread线程的终止状态不感兴趣，可以传NULL给value_ptr参数。

/** 示例: 等待线程退出 **/  
void *thread_rotine(void *args)  
{  
    for (int i = 0; i < 10; ++i)  
    {  
        printf("B");  
        fflush(stdout);  
        usleep(20);  
    }  
    pthread_exit(NULL);  
}  
  
int main()  
{  
    pthread_t thread;  
    int ret = pthread_create(&thread, NULL, thread_rotine, NULL);  
    err_check("pthread_create", ret);  
  
  
    for (int i = 0; i < 10; ++i)  
    {  
        printf("A");  
        fflush(stdout);  
        usleep(20);  
    }  
  
    ret = pthread_join(thread, NULL);  
    err_check("pthread_join", ret);  
    putchar('\n');  
    return 0;  
}  

pthread_t pthread_self(void);  

在Linux上，pthread_t类型是一个地址值，属于同一进程的多个线程调用getpid(2)可以得到相同的进程号，而调用pthread_self(3)得到的线程号各不相同。线程id只在当前进程中保证是唯一的，在不同的系统中pthread_t这个类型有不同的实现，它可能是一个整数值，也可能是一个结构体，也可能是一个地址，所以不能简单地当成整数用printf打印。

/** 示例：主控线程与子线程传递数据 **/  
typedef struct _Student  
{  
    char name[20];  
    unsigned int age;  
} Student;  
  
void *threadFunction(void *args)  
{  
    cout << "In Thread: " << pthread_self() << endl;  
    Student tmp = *(Student *)(args);  
    cout << "Name: " << tmp.name << endl;  
    cout << "Age: " << tmp.age << endl;  
  
    pthread_exit(NULL);  
}  
  
int main()  
{  
    Student student = {"tach",22};  
  
    pthread_t thread;  
    //启动创建并启动线程  
    pthread_create(&thread,NULL,threadFunction,&student);  
    //等待线程结束  
    pthread_join(thread,NULL);  
  
    return 0;  
}  

int pthread_cancel(pthread_t thread);

pthread_detach

int pthread_detach(pthread_t thread);  

一般情况下，线程终止后，其终止状态一直保留到其它线程调用pthread_join获取它的状态为止（僵线程）。但是线程也可以被置为detach状态，这样的线程一旦终止就立刻回收它占用的所有资源，而不保留终止状态。不能对一个已经处于detach状态的线程调用pthread_join，这样的调用将返回EINVAL。对一个尚未detach的线程调用pthread_join或pthread_detach都可以把该线程置为detach状态，也就是说，不能对同一线程调用两次pthread_join，或者如果已经对一个线程调用了pthread_detach就不能再调用pthread_join了。

这个函数既可以在主线程中调用，也可以在thread_function里面调用。

总结：进程　VS. 线程

/** 将并发echo server改造成多线程形式  **/
void echo_server(int clientSocket);  
void *thread_routine(void *arg);  
int main()  
{  
    int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);  
    if (sockfd == -1)  
        err_exit("socket error");  
  
    int optval = 1;  
    if (setsockopt(sockfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&optval,sizeof(optval)) == -1)  
        err_exit("setsockopt error");  
  
    struct sockaddr_in serverAddr;  
    serverAddr.sin_family = AF_INET;  
    serverAddr.sin_port = htons(8002);  
    serverAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;    //绑定本机的任意一个IP地址  
    if (bind(sockfd,(struct sockaddr *)&serverAddr,sizeof(serverAddr)) == -1)  
        err_exit("bind error");  
  
    if (listen(sockfd,SOMAXCONN) == -1)  
        err_exit("listen error");  
  
    while (true)  
    {  
        int peerSockfd = accept(sockfd, NULL, NULL);  
        if (peerSockfd == -1)  
            err_exit("accept error");  
  
        pthread_t tid;  
        /**注意: 下面这种用法可能会产生问题 
                当另一个连接快读快速到达, peerSockfd的内容更改, 
                新创建的线程尚未将该值取走时,线程读取的就不是 
                我们原来想让线程读取的值了 
        int ret = pthread_create(&tid, NULL, thread_routine, (void *)&peerSockfd); 
        **/  
        //解决方案: 为每一个链接创建一块内存 ，注意之后要释放 
        int *p = new int(peerSockfd);  
        int ret = pthread_create(&tid, NULL, thread_routine, p);  
        if (ret != 0)  
            err_thread("pthread_create error", ret);  
    }  
    close(sockfd);  
} 

void *thread_routine(void *args)  
{  
    //将线程设置分离状态, 避免出现僵尸线程  
    pthread_detach(pthread_self());  
    int peerSockfd = *(int *)args;  
    //注意函数中指针取出之后记得将内存释放掉 
    delete (int *)args;  
  
    echo_server(peerSockfd);  
    cout << "thread " << pthread_self() << " exiting ..." << endl;  
    pthread_exit(NULL);  
}  
void echo_server(int clientSocket)  
{  
    char buf[BUFSIZ] = {0};  
    int readBytes;  
    while ((readBytes = read(clientSocket, buf, sizeof(buf))) >= 0)  
    {  
        if (readBytes == 0)  
        {  
            cerr << "client connect closed" << endl;  
            break;  
        }  
        if (write(clientSocket, buf, readBytes) == -1)  
        {  
            cerr << "server thread write error" << endl;  
            break;  
        }  
        cout << buf;  
        bzero(buf, sizeof(buf));  
    }  
}