守护进程

Daemon(精灵)进程，是 Linux 中的后台服务进程，通常独立于控制终端并且周期性地执行某种任务或
等待处理某些发生的事件。一般采用以 d 结尾的名字。
Linux 后台的一些系统服务进程，没有控制终端，不能直接和用户交互。不受用户登录、注销的影响，
一直在运行着，他们都是守护进程。如：预读入缓输出机制的实现；ftp 服务器；nfs 服务器等。创建守护进程，最关键的一步是调用 setsid 函数创建一个新的 Session，并成为 Session Leader。

创建守护进程模型

1. 创建子进程，父进程退出
所有工作在子进程中进行形式上脱离了控制终端2. 在子进程中创建新会话setsid()函数使子进程完全独立出来，脱离控制3. 改变当前目录位置chdir()函数防止占用可卸载的文件系统也可以换成其它路径4. 重设文件权限掩码umask()函数防止继承的文件创建屏蔽字拒绝某些权限增加守护进程灵活性5. 关闭文件描述符继承的打开文件不会用到，浪费系统资源，无法卸载6. 开始执行守护进程核心工作守护进程退出处理程序模型

线程概念

什么是线程

LWP：light weight process 轻量级的进程，本质仍是进程(在 Linux 环境下)
进程：独立地址空间，拥有 PCB
线程：有独立的 PCB，但没有独立的地址空间(共享)
区别：在于是否共享地址空间。 独居(进程)；合租(线程)。
Linux 下： 线程：最小的执行单位
进程：最小分配资源单位，可看成是只有一个线程的进程

Linux 内核线程实现原理

类 Unix 系统中，早期是没有“线程”概念的，80 年代才引入，借助进程机制实现出了线程的概念。因此在这
类系统中，进程和线程关系密切。
1. 轻量级进程(light-weight process)，也有 PCB，创建线程使用的底层函数和进程一样，都是 clone
2. 从内核里看进程和线程是一样的，都有各自不同的 PCB，但是 PCB 中指向内存资源的三级页表是相同的
3. 进程可以蜕变成线程
4. 线程可看做寄存器和栈的集合
5. 在 linux 下，线程最是小的执行单位；进程是最小的分配资源单位
查看 LWP 号：ps –Lf pid 查看指定线程的 lwp 号。注：Linux 内核是不区分进程和线程的。只在用户层面上进行区分。所以，线程所有操作函数 pthread_* 是
库函数，而非系统调用。

线程共享资源

1.文件描述符表
2.每种信号的处理方式
3.当前工作目录
4.用户 ID 和组 ID
5.内存地址空间 (.text/.data/.bss/heap/共享库)

线程非共享资源

1.线程 id
2.处理器现场和栈指针(内核栈)
3.独立的栈空间(用户空间栈)
4.errno 变量
5.信号屏蔽字
6.调度优先级

线程优、缺点

优点： 1. 提高程序并发性 2. 开销小 3. 数据通信、共享数据方便
缺点： 1. 库函数，不稳定 2. 调试、编写困难、gdb 不支持 3. 对信号支持不好
优点相对突出，缺点均不是硬伤。Linux 下由于实现方法导致进程、线程差别不是很大。

线程控制原语

pthread_self 函数

获取线程 ID。其作用对应进程中 getpid() 函数。
pthread_t pthread_self(void);返回值：成功：0； 失败：无！线程 ID：pthread_t 类型，本质：在 Linux 下为无符号整数(%lu)，其他系统中可能是结构体实现
线程 ID 是进程内部，识别标志。(两个进程间，线程 ID 允许相同)注意：不应使用全局变量 pthread_t tid，在子线程中通过 pthread_create 传出参数来获取线程 ID，而应使用
pthread_self。

pthread_create 函数

创建一个新线程。 其作用，对应进程中 fork() 函数。
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine) (void *), void *arg);
返回值：成功：0； 失败：错误号 -----Linux 环境下，所有线程特点，失败均直接返回错误号。参数：
pthread_t：当前 Linux 中可理解为：typedef unsigned long int pthread_t;
参数 1：传出参数，保存系统为我们分配好的线程 ID
参数 2：通常传 NULL，表示使用线程默认属性。若想使用具体属性也可以修改该参数。
参数 3：函数指针，指向线程主函数(线程体)，该函数运行结束，则线程结束。
参数 4：线程主函数执行期间所使用的参数。
在一个线程中调用 pthread_create()创建新的线程后，当前线程从 pthread_create()返回继续往下执行，而新的线程所执行的代码由我们传给 pthread_create 的函数指针 start_routine 决定。start_routine 函数接收一个参数，是通过pthread_create 的 arg 参数传递给它的，该参数的类型为 void *，这个指针按什么类型解释由调用者自己定义。
start_routine 的返回值类型也是 void *，这个指针的含义同样由调用者自己定义。start_routine 返回时，这个线程就退出了，其它线程可以调用 pthread_join 得到 start_routine 的返回值，类似于父进程调用 wait(2)得到子进程的退出状态，稍后详细介绍 pthread_join。
pthread_create 成功返回后，新创建的线程的 id 被填写到 thread 参数所指向的内存单元。我们知道进程 id 的类型是 pid_t，每个进程的 id 在整个系统中是唯一的，调用 getpid(2)可以获得当前进程的 id，是一个正整数值。线程id 的类型是 thread_t，它只在当前进程中保证是唯一的，在不同的系统中 thread_t 这个类型有不同的实现，它可能是一个整数值，也可能是一个结构体，也可能是一个地址，所以不能简单地当成整数用 printf 打印，调用 pthread_self(3)可以获得当前线程的 id。attr 参数表示线程属性，本节不深入讨论线程属性，所有代码例子都传 NULL 给 attr 参数，表示线程属性取缺省值，感兴趣的读者可以参考 APUE。

线程与共享

线程间共享全局变量！
【牢记】：线程默认共享数据段、代码段等地址空间，常用的是全局变量。而进程不共享全局变量，只能借助 mmap。

pthread_exit 函数

将单个线程退出
void pthread_exit(void *retval); 参数：retval 表示线程退出状态，通常传 NULL

pthread_join 函数

阻塞等待线程退出，获取线程退出状态 其作用，对应进程中 waitpid() 函数。
int pthread_join(pthread_t thread, void **retval); 成功：0；失败：错误号
参数：thread：线程 ID （【注意】：不是指针）；retval：存储线程结束状态。

pthread_detach 函数

实现线程分离
int pthread_detach(pthread_t thread); 成功：0；失败：错误号
线程分离状态：指定该状态，线程主动与主控线程断开关系。线程结束后，其退出状态不由其他线程获取，而
直接自己自动释放。网络、多线程服务器常用。
进程若有该机制，将不会产生僵尸进程。僵尸进程的产生主要由于进程死后，大部分资源被释放，一点残留资
源仍存于系统中，导致内核认为该进程仍存在。
也可使用 pthread_create 函数参 2(线程属性)来设置线程分离。一般情况下，线程终止后，其终止状态一直保留到其它线程调用 pthread_join 获取它的状态为止。但是线程也
可以被置为 detach 状态，这样的线程一旦终止就立刻回收它占用的所有资源，而不保留终止状态。
不能对一个已经处于 detach 状态的线程调用 pthread_join，这样的调用将返回 EINVAL 错误。也就是说，
如果已对一个线程调用了 pthread_detach 就不能再调用 pthread_join 了。

pthread_cancel 函数

杀死(取消)线程 其作用，对应进程中 kill() 函数。
int pthread_cancel(pthread_t thread); 成功：0；失败：错误号
【注意】：线程的取消并不是实时的，而有一定的延时。需要等待线程到达某个取消点(检查点)。

终止线程方式

总结：终止某个线程而不终止整个进程，有三种方法：
1. 从线程主函数 return。这种方法对主控线程不适用，从 main 函数 return 相当于调用 exit。
2. 一个线程可以调用 pthread_cancel 终止同一进程中的另一个线程。
3. 线程可以调用 pthread_exit 终止自己。

控制原语对比

进程       线程
fork        pthread_create
exit        pthread_exit
wait        pthread_join
kill        pthread_cancel
getpid      pthread_self 命名空间

线程使用注意事项

1. 主线程退出其他线程不退出，主线程应调用 pthread_exit
2. 避免僵尸线程pthread_joinpthread_detachpthread_create 指定分离属性 被 join 线程可能在 join 函数返回前就释放完自己的所有内存资源，所以不应当返回被回收线程栈中的值;
3. malloc 和 mmap 申请的内存可以被其他线程释放
4. 应避免在多线程模型中调用 fork 除非，马上 exec，子进程中只有调用 fork 的线程存在，其他线程在子进程
中均 pthread_exit
5. 信号的复杂语义很难和多线程共存，应避免在多线程引入信号机制

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