1執行緒（thread）的概念和特點

　　網路一般都需要實現程式碼的並行。程式碼的並行必須藉助多程序/多執行緒。
　　主流作業系統中都是支援多程序，而在每個程序的內部，都支援多執行緒並行。

　　程序，重量級的，擁有自己獨立的記憶體空間。
　　執行緒，輕量級的，不需要擁有自己獨立的記憶體空間，只是額外擁有一個獨立的棧。一個程序記憶體的所有執行緒共享程序的資源（程式碼區、全域性區、堆、檔案目錄……）。
　　程序中支援多執行緒並行，其中有一個是主執行緒，程序中必須有主執行緒（main函式）。

　　因此網路開發經常是網路+多執行緒模式。

2 執行緒的實現原理

　　計算機程式執行的硬體必備：CPU、記憶體。如果要並行，意味著CPU和記憶體都應該可分。記憶體是可分的，但CPU不可分，那麼多執行緒怎麼並行？
　　主流作業系統採用CPU時間片技術實現多執行緒的並行。

　　多執行緒之間互相獨立，但又互相影響。
　　主執行緒一旦結束，程序隨之結束，程序結束導致所有執行緒結束。
　　多執行緒之間程式碼是亂序執行，每個執行緒內部的程式碼是順序執行。

3 執行緒的實現

　　POSIX規範中對執行緒做了比較完善的定義，因此，執行緒編碼使用 pthread.h，幾乎所有的函式都以pthread_ 開頭。程式碼在libpthread.so中。

　　比如：建立執行緒的函式：
　　pthread_create()
　　4個指標型別做引數：
　　　　第一個引數：用於儲存pthread_t 型別的執行緒ID
　　　　第二個引數: 執行緒屬性，一般為0即可(預設屬性)
　　　　第三個引數和第四個引數聯合使用，第三個引數是函式指標，把執行緒需要執行的程式碼寫在函式中，函式的引數由第四個引數提供。

void* (*fun) (void*)

　　返回，成功返回0，失敗返回錯誤碼。執行緒的函式錯誤處理通過返回錯誤碼的方式，而不是使用errno。

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
 

#include <string.h>

void* task(void* p){
    int i;
    for(i=0;i<100;i++){
        printf("task:%d\n",i); 
    } 
}

int main(){
    pthread_t id;//用來儲存執行緒ID
    printf("size=%d\n",sizeof(id));
    int res = pthread_create(&id,0,task,0);
    if(res/*!=0*/) 
        printf("create error:%s\n",strerror(res));//執行緒錯誤處理
    int i; 
    for(i=0;i<100;i++){
        printf("main:%d\n",i);
    }
    sleep(1); 
}

4 執行緒的引數和返回值

4.1 執行緒的引數

　　在使用執行緒的引數時，必須保證引數的指向有效。
　　pthread_join()可以讓一個執行緒等待另外一個執行緒結束，並且取得結束執行緒的返回值。(類似wait)

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>

void* task(void* p){//p就是create()第4個引數
    int* pi = p;
    printf("*pi=%d\n",*pi);
    *pi = 200;
}

//練習：執行緒傳入圓的半徑，列印圓的面積
void* task2(void* p){
    double* pd = p;
    printf("s=%lf\n",3.14*(*pd)*(*pd)); 
}

int main(){
    pthread_t id1,id2,id3;
    int x = 100;
    pthread_create(&id1,0,task,&x);
    id2 = pthread_self();//取當前執行緒的ID
    printf("id1=%u,main=%u\n",id1,id2);
    pthread_join(id1,0); 
    printf("x=%d\n",x);
    double d = 1.0;
    pthread_create(&id3,0,task2,&d);
    pthread_join(id3,0);
}

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>

void* task(void* p){
    int x = (int)p;//可以拿指標當int用
    printf("x=%d\n",x);  
}

void* task2(void* p){
    sleep(1); 
    int* pi = p;//p已經被釋放，無效
    printf("*pi=%d\n",*pi);
}

int main(){
    pthread_t id1,id2;
    int x = 100;
    pthread_create(&id1,0,task,(void*)x);//傳int
    pthread_join(id1,0);
    int* pi = malloc(4); *pi = 100;
    pthread_create(&id2,0,task2,pi);
    free(pi); pthread_join(id2,0);
}

4.2 執行緒的返回值

關於函式/執行緒的返回值：
　　1 不能直接以陣列做返回型別；
　　2 能返回區域性變數，但不能返回指向區域性變數的指標；
　　3 加了static的變數指標可以返回。

　　執行緒的返回值必須是一個有效的指標：全域性變數、常量、傳入的指標、static的區域性變數。
　　執行緒的返回值可以pthread_join的第二個引數取得：
　　　　pthread_join(pthread_t id,void** retval)
　　取返回值時，相當於程式碼：
　　　　*(retval) = 執行緒的返回值

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <string.h>

void* task(void* p){
    printf("%s\n",(char*)p);
    //p = "hello";//改地址,p指向只讀常量區
    strcpy(p,"hello");//沒有改地址main()有效
    //char st[] = "hello";//區域性變數,返回無效
    //return st;
    return p;//res = p;
}

//練習：線上程中計算1-10的和，並返回給main
void* task2(void* p){
    /*static*/ int sum = 0;
    int i;
    for(i=1;i<11;i++){
        sum = sum+i;
    }
    return (void*)sum;//&sum; 
}

int main(){
    char str[] = "abcde"; pthread_t id;
    pthread_create(&id,0,task,str);
    char* res;//res是 野指標
    pthread_join(id,(void**)&res);//res = p;
    printf("res=%s\n",res);
    pthread_create(&id,0,task2,0);
    //int* pi;
    //pthread_join(id,(void**)&pi);
    //printf("*pi=%d\n",*pi);
    int x;
    pthread_join(id,(void**)&x);
    printf("x=%d\n",x);
}

5 執行緒的結束

正常結束：
　　執行緒函式結束
　　pthread_exit(void* retval)，與return一樣
非正常結束：
　　出錯/被其他執行緒取消
注：exit()結束的是程序，所以不能用於結束執行緒。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>

void* task(void* p){
    int i;
    for(i=0;i<100;i++){
    //if(i == 12)  return (void*)i;
    //if(i == 12) pthread_exit((void*)i);
    if(i == 12) exit(i);//結束程序
    } 
}

int main(){
    pthread_t id;
    pthread_create(&id,0,task,0);
    int res;
    pthread_join(id,(void**)&res);
    printf("res=%d\n",res);
}

6 執行緒的狀態

執行緒在啟動後，可以通過不同的函式進入不同的狀態：
　　pthread_join() 進入非分離狀態(同步)，非分離狀態的執行緒會在pthread_join()結束後回收執行緒資源。
　　pthread_detach() 進入分離狀態(非同步)，分離狀態的執行緒會線上程結束後直接回收執行緒的資源。
　　已經處於分離狀態的執行緒 join()沒有效果。執行緒最好處於這兩種狀態其中的一種。

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>

void* task(void* p){
    int i;
    for(i=0;i<10;i++){
        printf("task:%d\n",i); usleep(100000);
    }
}

int main(){
    pthread_t id;
    pthread_create(&id,0,task,0);
    pthread_detach(id);
    pthread_join(id,0);
    int i;
    for(i=0;i<10;i++){
        printf("main:%d\n",i); usleep(100000);
    }
}

7 執行緒的取消（瞭解）

　　執行緒的取消就是給目標執行緒發CANCEL訊號，目標執行緒可以做出3種選擇：忽略、立刻停止、過一會再停止。
　　執行緒取消的相關函式：
　　　　pthread_cancel() 給目標執行緒發取消訊號
　　　　pthread_setcancelstate() 設定是否支援取消
　　　　pthread_setcanceltype() 設定取消的方式

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>

void* task1(void* p){
    //pthread_setcancelstate(//不能取消
    //PTHREAD_CANCEL_DISABLE,0);
    pthread_setcancelstate(PTHREAD_CANCEL_ENABLE,0);
    //pthread_setcanceltype(//立即取消
        //PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS,0);
    pthread_setcanceltype(//到下一個取消點
        PTHREAD_CANCEL_DEFERRED,0);
    while(1) 
        printf("-----------\n"),usleep(1);
}

void* task2(void* p){
    sleep(3);
    printf("取消執行緒1\n");
    pthread_cancel(*(pthread_t*)p);
}

int main(){
    pthread_t id1,id2;
    pthread_create(&id1,0,task1,0);
    pthread_create(&id2,0,task2,&id1);
    pthread_join(id1,0); pthread_join(id2,0);
}