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linux下用C開發多執行緒程式，Linux系統下的多執行緒遵循POSIX執行緒介面，稱為pthread。

#include <pthread.h>


int pthread_create(pthread_t *restrict tidp
,

                   const pthread_attr_t *restrict attr
,

                   void *(*start_rtn
)(void), 

                   void *restrict arg
);

C99 中新增加了 restrict 修飾的指標： 由 restrict 修飾的指標是最初唯一對指標所指向的物件進行存取的方法，僅當第二個指標基於第一個時，才能對物件進行存取。對物件的存取都限定於基於由 restrict 修飾的指標表示式中。 由 restrict 修飾的指標主要用於函式形參，或指向由 malloc() 分配的記憶體空間。restrict 資料型別不改變程式的語義。 編譯器能通過作出 restrict 修飾的指標是存取物件的唯一方法的假設，更好地優化某些型別的例程。

第一個引數為指向執行緒識別符號的指標。
第二個引數用來設定執行緒屬性。
第三個引數是執行緒執行函式的起始地址。
最後一個引數是執行函式的引數。

下面這個程式中，我們的函式thr_fn 不 需要引數，所以最後一個引數設為空指標。第二個引數我們也設為空指標，這樣將生成預設屬性的執行緒。當建立執行緒成功時，函式返回0，若不為0則說明建立執行緒 失敗，常見的錯誤返回程式碼為EAGAIN和EINVAL。前者表示系統限制建立新的執行緒，例如執行緒數目過多了；後者表示第二個引數代表的執行緒屬性值非法。 建立執行緒成功後，新建立的執行緒則執行引數三和引數四確定的函式，原來的執行緒則繼續執行下一行程式碼。

把APUE2上的一個程式修改一下，然後編譯。
結果報錯:
pthread.c:(.text+0x85)：對‘pthread_create’未定義的引用

由於pthread庫不是Linux系統預設的庫，連線時需要使用庫libpthread.a,所以在使用pthread_create建立執行緒時，在編譯中要加-lpthread引數:
gcc -o pthread -lpthread pthread.c

這是一個關於Posix執行緒程式設計的專欄。作者在闡明概念的基礎上，將向您詳細講述Posix執行緒庫API。本文是第一篇將向您講述執行緒的建立與取消。

一、執行緒建立

1．1 執行緒與程序
相對程序而言，執行緒是一個更加接近於執行體的概念，它可以與同進程中的其他執行緒共享資料，但擁有自己的棧空間，擁有獨立的執行序列。在序列程式基礎上引入執行緒和程序是為了提高程式的併發度，從而提高程式執行效率和響應時間。

執行緒和程序在使用上各有優缺點：執行緒執行開銷小，但不利於資源的管理和保護；而程序正相反。同時，執行緒適合於在SMP機器上執行，而程序則可以跨機器遷移。

1．2 建立執行緒
POSIX通過pthread_create()函式建立執行緒，API定義如下：

與fork()呼叫建立一個程序的方法不同，pthread_create()建立的執行緒並不具備與主執行緒（即呼叫 pthread_create()的執行緒）同樣的執行序列，而是使其執行start_routine(arg)函式。thread返回建立的執行緒ID，而 attr是建立執行緒時設定的執行緒屬性（見下）。pthread_create()的返回值表示執行緒建立是否成功。儘管arg是void *型別的變數，但它同樣可以作為任意型別的引數傳給start_routine()函式；同時，start_routine()可以返回一個void *型別的返回值，而這個返回值也可以是其他型別，並由pthread_join()獲取。

1．3 執行緒建立屬性
pthread_create()中的attr引數是一個結構指標，結構中的元素分別對應著新執行緒的執行屬性，主要包括以下幾項：

__detachstate，表示新執行緒是否與程序中其他執行緒脫離同步，如果置位則新執行緒不能用pthread_join()來同步，且在退出時自 行釋放所佔用的資源。預設為PTHREAD_CREATE_JOINABLE狀態。這個屬性也可以線上程建立並執行以後用 pthread_detach()來設定，而一旦設定為PTHREAD_CREATE_DETACH狀態（不論是建立時設定還是執行時設定）則不能再恢復 到 PTHREAD_CREATE_JOINABLE狀態。

__schedpolicy，表示新執行緒的排程策略，主要包括SCHED_OTHER（正常、非實時）、SCHED_RR（實時、輪轉法）和 SCHED_FIFO（實時、先入先出）三種，預設為SCHED_OTHER，後兩種排程策略僅對超級使用者有效。執行時可以用過 pthread_setschedparam()來改變。

__schedparam，一個struct sched_param結構，目前僅有一個sched_priority整型變量表示執行緒的執行優先順序。這個引數僅當排程策略為實時（即SCHED_RR 或SCHED_FIFO）時才有效，並可以在執行時通過pthread_setschedparam()函式來改變，預設為0。

__inheritsched，有兩種值可供選擇：PTHREAD_EXPLICIT_SCHED和PTHREAD_INHERIT_SCHED， 前者表示新執行緒使用顯式指定排程策略和排程引數（即attr中的值），而後者表示繼承呼叫者執行緒的值。預設為 PTHREAD_EXPLICIT_SCHED。

__scope，表示執行緒間競爭CPU的範圍，也就是說執行緒優先順序的有效範圍。POSIX的標準中定義了兩個值： PTHREAD_SCOPE_SYSTEM和PTHREAD_SCOPE_PROCESS，前者表示與系統中所有執行緒一起競爭CPU時間，後者表示僅與同 程序中的執行緒競爭CPU。目前LinuxThreads僅實現了PTHREAD_SCOPE_SYSTEM一值。

pthread_attr_t結構中還有一些值，但不使用pthread_create()來設定。

為了設定這些屬性，POSIX定義了一系列屬性設定函式，包括pthread_attr_init()、pthread_attr_destroy()和與各個屬性相關的pthread_attr_get---/pthread_attr_set---函式。

1．4 執行緒建立的Linux實現
我們知道，Linux的執行緒實現是在核外進行的，核內提供的是建立程序的介面do_fork()。核心提供了兩個系統呼叫__clone()和fork ()，最終都用不同的引數呼叫do_fork()核內API。當然，要想實現執行緒，沒有核心對多程序（其實是輕量級程序）共享資料段的支援是不行的，因 此，do_fork()提供了很多引數，包括CLONE_VM（共享記憶體空間）、CLONE_FS（共享檔案系統資訊）、CLONE_FILES（共享文 件描述符表）、CLONE_SIGHAND（共享訊號控制代碼表）和CLONE_PID（共享程序ID，僅對核內程序，即0號程序有效）。當使用fork系統 呼叫時，核心呼叫do_fork()不使用任何共享屬性，程序擁有獨立的執行環境，而使用pthread_create()來建立執行緒時,則最終設定了所 有這些屬性來呼叫__clone()，而這些引數又全部傳給核內的do_fork()，從而建立的"程序"擁有共享的執行環境，只有棧是獨立的，由 __clone()傳入。

Linux執行緒在核內是以輕量級程序的形式存在的，擁有獨立的程序表項，而所有的建立、同步、刪除等操作都在核外pthread庫中進行。 pthread 庫使用一個管理執行緒（__pthread_manager()，每個程序獨立且唯一）來管理執行緒的建立和終止，為執行緒分配執行緒ID，傳送執行緒相關的訊號 （比如Cancel），而主執行緒（pthread_create()）的呼叫者則通過管道將請求資訊傳給管理執行緒。

二、執行緒取消

2．1 執行緒取消的定義
一般情況下，執行緒在其主體函式退出的時候會自動終止，但同時也可以因為接收到另一個執行緒發來的終止（取消）請求而強制終止。

2．2 執行緒取消的語義
執行緒取消的方法是向目標執行緒發Cancel訊號，但如何處理Cancel訊號則由目標執行緒自己決定，或者忽略、或者立即終止、或者繼續執行至Cancelation-point（取消點），由不同的Cancelation狀態決定。

執行緒接收到CANCEL訊號的預設處理（即pthread_create()建立執行緒的預設狀態）是繼續執行至取消點，也就是說設定一個CANCELED狀態，執行緒繼續執行，只有執行至Cancelation-point的時候才會退出。

2．3 取消點
根據POSIX標準，pthread_join()、pthread_testcancel()、pthread_cond_wait()、 pthread_cond_timedwait()、sem_wait()、sigwait()等函式以及read()、write()等會引起阻塞的系 統呼叫都是Cancelation-point，而其他pthread函式都不會引起Cancelation動作。但是pthread_cancel的手 冊頁聲稱，由於LinuxThread庫與C庫結合得不好，因而目前C庫函式都不是Cancelation-point；但CANCEL訊號會使執行緒從阻 塞的系統呼叫中退出，並置EINTR錯誤碼，因此可以在需要作為Cancelation-point的系統呼叫前後呼叫 pthread_testcancel()，從而達到POSIX標準所要求的目標，即如下程式碼段：

2．4 程式設計方面的考慮
如果執行緒處於無限迴圈中，且迴圈體內沒有執行至取消點的必然路徑，則執行緒無法由外部其他執行緒的取消請求而終止。因此在這樣的迴圈體的必經路徑上應該加入pthread_testcancel()呼叫。

2．5 與執行緒取消相關的pthread函式
int pthread_cancel(pthread_t thread)
傳送終止訊號給thread執行緒，如果成功則返回0，否則為非0值。傳送成功並不意味著thread會終止。

int pthread_setcancelstate(int state, int *oldstate)
設定本執行緒對Cancel訊號的反應，state有兩種值：PTHREAD_CANCEL_ENABLE（預設）和 PTHREAD_CANCEL_DISABLE，分別表示收到訊號後設為CANCLED狀態和忽略CANCEL訊號繼續執行；old_state如果不為 NULL則存入原來的Cancel狀態以便恢復。

int pthread_setcanceltype(int type, int *oldtype)
設定本執行緒取消動作的執行時機，type由兩種取值：PTHREAD_CANCEL_DEFFERED和 PTHREAD_CANCEL_ASYCHRONOUS，僅當Cancel狀態為Enable時有效，分別表示收到訊號後繼續執行至下一個取消點再退出和 立即執行取消動作（退出）；oldtype如果不為NULL則存入運來的取消動作型別值。

void pthread_testcancel(void)
檢查本執行緒是否處於Canceld狀態，如果是，則進行取消動作，否則直接返回。