阅读《Unix/Linux系统编程》的Pthread相关内容，调查并总结相关资料
本文介绍了Pthread多线程的基本操作和互斥量的基本操作
1. POSIX和Pthread线程的概念1.1 POSIX: POSIX表示3358 www.Sina.com/(可移植性系统接口，简称POSIX ) )
一般来说，可移植操作系统接口API定义了APP应用程序使用的一组编程接口。 它们可以实现为调用单个系统，也可以通过调用多个系统来实现，但完全不使用系统调用也没有问题。 实际上，**API在各种操作系统中实现，为APP应用程序提供完全相同的接口，但**API本身可能在这些系统中实现。
例如，对于某个系统调用函数，Linux是funcA ()，Windows是funcB ) )函数，这提供了源代码级别的可移植性。 要将此程序从Linux移植到Windows，必须将其替换为源代码中的所有funcA () (函数都是funcB ) )函数并重新编译。
posix标准的出现是为了解决这个问题。 linux和windows必须实现基本的posix标准。 linux将funcA函数封装在posix_func中，windows将funcB函数也封装在posix_func中，以便在不同的操作系统开发中调用posix_func函数。 程序为http://WWWWN
1.2 Pthread英语： POSIX Threads，常被缩写为Pthreads。应用程序通过应用编程接口(API)而不是直接通过系统调用来编程(即并不需要和内核提供的系统调用来编程)
实现POSIX线程标准的库通常称为在源代码级别可移植了，Pthreads定义了在pthread.h头文件和线程库中实现的一组c语言类型、函数和常量。
Pthreads API大约有100个函数调用，全部以pthread_开头
2. pthread函数API 2.1 .线程pthread_create (函数intpthread_create ) pthread_t*pthread_id，constpthread_attr_t
参数说明：
pthread_id :
此参数指向pthread_t类型(线程标识符类型)，并将新分配的是POSIX的线程标准，定义了创建和操纵线程的一套API分配给指针指向的内容。 在Linux上，pthread_id类型为unsigned long int。 可以通过pthread_self ()函数获取自己的线程ID。
phread_tpthread_self(void ) attr :
此参数用于设置线程属性，pthread_attr_t是线程属性类型。 在使用此类型的变量之前，必须初始化并在使用后释放资源。
定义pthread属性变量pthread_attr_t attr，用pthread_attr_init(attr )初始化线程属性变量，设置线程属性，然后传递给pthread_create函数
pthread_attr_t attr； //定义线程属性类型变量pthread_attr_init(attr )//初始化此变量的pthread _ attr _ setdetachstate (attr，pthread _ create _ ste //设置线程属性-阻止线程连接到其他线程的pthread_create(id、attr、func、NULL )； //根据线程属性创建新线程pthread_attr_destroy(attr )； //释放线程资源如果此参数为NULL，则建议使用NULL传递参数，除非需要更改Pthreads线程属性。
pthread_create(id，NULL，func，NULL )； func:
线程执行函数的开始地址。
arg :
执行函数的参数。
2.2线程比较函数pthread_equal可以通过所分配的唯一线程ID来区分线程，但不应该直接比较线程ID (
unsigned int，而在FreeBSD上用的是结构体指针。 所以不能直接使用==判断），而应该使用pthread_equal()函数对它们进行比较 int pthread_equal(pthread_t thread1, pthread_t thread2)如果线程相同返回非0，线程不同返回0
2.3 线程终止函数pthread_exit void pthread_exit(void * status)显式的终止线程。status是线程退出状态，0代表正常终止，非0表示异常终止。当函数返回时，被等待线程的资源被收回。如果线程已经结束，那么该函数会立即返回。并且thread指定的线程必须是joinable的。
2.4 线程连接函数pthread_join int pthread_join(pthread_t thread, void **__thread_return)以阻塞的方式等待thread指定的线程结束，并将终止线程的退出状态保存在__thread_return中
成功返回0， 失败返回错误号。
3. pthread简单案例：通过多线程计算矩阵所有元素和：每一个线程计算一行元素的和，最终结果合并到主线程内
matrixTest.c
#include <stdio.h>#include <pthread.h>//矩阵大小：4X4#define MAT_LINENUM 4//矩阵每个元素大小int mat[][MAT_LINENUM] = { {1,2,3,4}, {5,6,7,8}, {9,10,11,12}, {13,14,15,16}};//记录矩阵每一行的和int sum[MAT_LINENUM];//线程入口函数void* sumCalc(void* arg){ printf("this is sub thread: id is %ldn",pthread_self()); long row = (long)arg; printf("my mission is calc the sum of row %ldn",row); int ans = 0; for(int i = 0 ; i < MAT_LINENUM ; ++i){ ans += mat[row][i]; } sum[row] = ans; printf("the row %ld calc down, the sum of row is %dn",row,ans); pthread_exit((void*)0);//线程正常终止}int main(){ pthread_t idArr[MAT_LINENUM]; pthread_t mainId = pthread_self(); printf("this is main thread: id is %ldn",mainId); for(long i = 0 ; i < MAT_LINENUM ; ++i){ //创建线程 pthread_create(&idArr[i],NULL,sumCalc,(void*)i); } for(int i = 0 ; i < MAT_LINENUM ; ++i){ void* status; //阻塞的等待线程结束 pthread_join(idArr[i],&status); } int ans = 0; for(int i = 0 ; i < MAT_LINENUM ; ++i){ ans += sum[i]; } printf("nthe sum of matrix is %dn",ans);}运行结果：
xtark@xtark-vmpc:~/桌面/linux_study/section4/pthread test$ gcc matrixTest.c -lpthreadxtark@xtark-vmpc:~/桌面/linux_study/section4/pthread test$ ./a.out this is main thread: id is 140126291924736this is sub thread: id is 140126283749120my mission is calc the sum of row 0the row 0 calc down, the sum of row is 10this is sub thread: id is 140126266963712my mission is calc the sum of row 2the row 2 calc down, the sum of row is 42this is sub thread: id is 140126275356416my mission is calc the sum of row 1the row 1 calc down, the sum of row is 26this is sub thread: id is 140126258571008my mission is calc the sum of row 3the row 3 calc down, the sum of row is 58the sum of matrix is 136 4. Pthread互斥量Pthread中的锁即为互斥量，意思是相互排斥。可以通过互斥量来保证在任一时刻，只有一个线程能够访问该对象。互斥量可以用于线程同步：线程同步是指多线程通过特定的东西（如互斥量）来控制线程之间的执行顺序(同步），也可以说是在线程之间通过同步建立起执行顺序的关系，如果没有同步那线程之间是各自运行各自的。
4.1 互斥量的初始化Pthread中的互斥量即为pthread_mutex_t类型，在使用该类型前必须对其进行初始化。有两种方法：
静态方法：定义互斥量m，并使用默认属性对其初始化
pthread_mutex_t m = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;动态方法：使用pthread_mutex_init()函数来对pthread_mutex_t变量进行初始化，通过第二个参数设置互斥量属性。第二个参数可以设置为NULL来使用默认属性初始化互斥量
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *__mutex, const pthread_mutexattr_t *__mutexattr) pthread_mutex_init(&m,NULL); 4.2 互斥量的上锁解锁互斥量初始化完成后使用通过以下方法对互斥量进行上锁、解锁等操作。
临界区：指的是一个访问共用资源的程序片段，而这些共用资源又无法同时被多个线程访问。当有线程进入临界区段时，其他线程必须等待。在Pthread中，互斥量用于保护临界区，以确保临界区内在任一时刻最多只能有一个线程。
上锁函数：给一个互斥量上锁，如果该互斥量处于解锁状态就给互斥量上锁并继续向下执行。如果该互斥量处于上锁状态则阻塞并在互斥量的等待队列中等待，直到获得该锁。
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *__mutex)解锁函数：解锁互斥量，退出临界区。
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *__mutex)互斥量销毁函数：
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *__mutex)死锁预防：可以使用条件加锁函数pthread_mutex_trylock()预防死锁。如果互斥量已被加锁，则pthread_mutex_trylock不阻塞并返回一个值来描述互斥锁的状况。如果互斥量处于解锁状态，则与pthread_mutex_lock一样对互斥量加锁
int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *__mutex) 4.3 互斥量使用示例创建100线程，每个线程对int类型全局变量+1000，在主线程中返回最终结果。
当不适用互斥量时：
#include <pthread.h>#include <stdio.h>#define N 100int num;//线程入口函数void* func(void* arg){ for(int i = 0 ; i < 1000 ; ++i){ num++; }}int main(){ pthread_t threadId[N];//保存线程标识符 for(int i = 0 ; i < N ; ++i){ pthread_create(&threadId[i],NULL,func,NULL);//创建多个线程 } for(int i = 0 ; i < N ; ++i){ void * status; pthread_join(threadId[i],&status);//阻塞的等待线程结束 } printf("the num is %dn",num);}运行结果：最后结果为97066而不是100000，可见出现了线程同步问题。可以引入互斥量加以解决
xtark@xtark-vmpc:~/桌面/linux_study/section4/pthread test$ gcc mutexTest.c -lpthreadxtark@xtark-vmpc:~/桌面/linux_study/section4/pthread test$ ./a.out the num is 97066当使用互斥量时：
#include <pthread.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#define N 100pthread_mutex_t * m;//指向互斥量变量的指针int num;void* func(void* arg){ for(int i = 0 ; i < 1000 ; ++i){ pthread_mutex_lock(m);//上锁 num++; pthread_mutex_unlock(m);//解锁 }}int main(){ m = (pthread_mutex_t*)malloc(sizeof(pthread_mutex_t));//为互斥量变量分配内存空间 pthread_mutex_init(m,NULL);//初始化互斥量 pthread_t threadId[N]; for(int i = 0 ; i < N ; ++i){ pthread_create(&threadId[i],NULL,func,NULL);//创建多个线程 } for(int i = 0 ; i < N ; ++i){ void * status; pthread_join(threadId[i],&status);//阻塞的等待多个线程结束 } printf("the num is %dn",num);}运行结果：输出100000，正确
xtark@xtark-vmpc:~/桌面/linux_study/section4/pthread test$ gcc mutexTest.c -lpthreadxtark@xtark-vmpc:~/桌面/linux_study/section4/pthread test$ ./a.out the num is 100000