首页 > 代码库 > posix thread介绍
posix thread介绍
posix thread是操作系统级（OS level）的API规范，主要用来定义线程及线程间同步的相关操作，采用C语言定义。posix规范主要在unix like类系统上实现；Windows类系统采用了自己的线程API。目前很多语言都在其标准库中提供了语言级的线程支持：如Java中的Thread，concurrenty包；python中的threading model；C++11标准中的thread库等。还有很多以第三方库方式提供的各种语言的线程实现，就不一一列举了。
线程环境要素
定义一个完整的线程环境需要一下几个方面：
执行环境 execution context
即线程的表示，生命周期的管理等。
调度 scheduling
决定线程的运行状态。
同步 synchronization
多个线程之间运行时序的控制。
本文介绍下posix thread中对上述几个方面的设计与实现。
执行环境
线程的表示
posix中用pthread_t类型表示一个线程。
生命周期管理 lifecycle
线程创建 creating：
int pthread_create(pthread_t *restrict thread, const pthread_attr_t *restrict attr, void *(*start_routine)(void*), void *restrict arg);线程终止 terminating：
void pthread_exit(void *value_ptr);
int pthread_cancel(pthread_t thread);
自然终止
当线程的入口函数（start_routine）返回时，线程自然退出。
等待线程终止
int pthread_join(pthread_t thread, void **value_ptr);线程回收recycling
int pthread_detach(pthread_t thread);
这个函数的使用需要结合线程创建时的属性(attribute)设置。
调度
由操作系统内核实现（用户空间的线程实现除外），根据不同的调度策略，调度个进程的运行。posix创建线程时，可以指定优先级参数，来设定线程的调度状态。
同步
同步涉及两种情况：互斥和协同工作。
互斥mutual exclusion，race condition
用来保证多个线程对共享资源（shared resource）的操作的一致性。posix thread提供的机制：mutex和reader/writer lock
mutex:
pthread_mutex_t表示一个mutex
int pthread_mutex_init ( pthread_mutex_t *mutex, const pthread_mutexattr_t *attr);
int pthread_mutex_destroy ( pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_mutex_lock (pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_mutex_trylock (pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_mutex_unlock (pthread_mutex_t *mutex);
reader/writer lock
The read-write lock permits concurrent reads and exclusive writes to a protected resource.
目前很多OS上没有实现 reader/writer lock。r/w的实现可以结合mutext和condition自行实现。
具体可参考：
http://docs.oracle.com/cd/E19455-01/806-5257/6je9h032m/index.html
协同工作 cooperating
不同线程之间根据某个事件，来决定执行。代表的情况有: producer/consumer，3哲学家问题等。posix thread提供的机制：Condition Variables
pthread_cond_t:表示一个条件变量
pthread_cond_init( )
pthread_cond_destroy( )
pthread_cond_broadcast( )
pthread_cond_signal( )
pthread_cond_timedwait( )
pthread_cond_wait( )
posix thread的设计简洁，完备，抽象清晰、合理，是API设计的典范。posix thread提供的机制也比较简单，使用这些机制可以构建复杂的多线程程序。深入理解这些机制本身非常重要（编写正确程序的前提），所有的线程实现中（包括语言级和系统级）的基本概念和posix thread中的也都是一致的。
声明：以上内容来自用户投稿及互联网公开渠道收集整理发布，本网站不拥有所有权，未作人工编辑处理，也不承担相关法律责任，若内容有误或涉及侵权可进行投诉： 投诉/举报 工作人员会在5个工作日内联系你，一经查实，本站将立刻删除涉嫌侵权内容。