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Linux软件编程(六)(exec 函数族、system 实现、进程回收与线程通信)

java 2025/8/17 20:26:18

一、线程回收策略

在 Linux 中，线程创建后，结束时需要被回收，否则会变成“僵尸线程”，占用系统资源。

1.1 分离属性的线程

定义：不需要被其他线程回收的线程，称为分离属性线程。
特点：线程退出后由系统自动回收，不会变成僵尸线程。
设置方法：

#include <pthread.h>
int pthread_detach(pthread_t thread);

示例：

pthread_t tid; pthread_create(&tid, NULL, thread_func, NULL); pthread_detach(tid); // 设置为分离属性

1.2 非分离属性的线程（默认属性）

定义：需要被其他线程回收的线程（默认属性）。
特点：线程结束后不会立即释放资源，必须调用 pthread_join() 回收。
使用方法：

pthread_t tid;
pthread_create(&tid, NULL, thread_func, NULL);
pthread_join(tid, NULL); // 阻塞等待，回收线程资源

1.3 注意事项

分离属性线程：不用 pthread_join()，由系统自动回收。
非分离属性线程：必须调用 pthread_join()，否则会变成僵尸线程。

二、线程间通信

多线程之间需要共享数据时，常见方式是 全局变量。
但多个线程同时访问共享变量时会导致 资源竞争，需要使用 互斥机制。

2.1 临界资源

定义：多个线程可能同时访问的共享资源。
例子：全局变量、共享内存等。

2.2 互斥锁（mutex）

作用：保证任意时刻只有一个线程能访问临界资源。

相关函数：

pthread_mutex_t mutex; // 定义互斥锁
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, const pthread_mutexattr_t *attr); // 初始化
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex); // 加锁 int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex); // 解锁 int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);// 销毁

attr：一般填 NULL，使用默认属性。
加锁和解锁必须成对出现。

2.3 示例代码

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
int counter = 0; // 全局变量（临界资源）
pthread_mutex_t mutex; // 定义互斥锁
void *thread_func(void *arg)
{
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
pthread_mutex_lock(&mutex); // 加锁
counter++;
printf("Thread %ld: counter = %d\n", pthread_self(), counter); pthread_mutex_unlock(&mutex); // 解锁
sleep(1);
}
return NULL;
}
int main()
{
pthread_t t1, t2;
pthread_mutex_init(&mutex, NULL); // 初始化互斥锁
pthread_create(&t1, NULL, thread_func, NULL);
pthread_create(&t2, NULL, thread_func, NULL);
pthread_join(t1, NULL); // 回收线程
pthread_join(t2, NULL); pthread_mutex_destroy(&mutex); // 销毁锁
return 0;
}

三、总结

线程回收
- 分离属性线程：pthread_detach()，系统自动回收。
- 非分离属性线程：默认，需要 pthread_join() 回收，否则会变僵尸线程。
线程通信
- 使用互斥锁 pthread_mutex_t 保护临界资源。
- pthread_mutex_lock() 和 pthread_mutex_unlock() 必须成对出现。
- 最后记得 pthread_mutex_destroy()。