Adavance Programming in the UNIX Environment

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Adavance Programming in the UNIX Environment

一、UNIX 基础知识

UNIX 体系结构

严格来讲，操作系统可定义为一种软件，控制计算机硬件资源，提供程序运行环境。通常将这种软件称为内核（kernel）
内核接口被称为系统调用（system call）
登录
/ect/password 中查看登录项。
zj:x:1000:1000:zj,,,:/home/zj:/bin/bash
依次是登录名:加密口令:数字用户ID:数字组ID:注释字段:起始目录:shell程序
文件和目录
文件描述符（file descriptor）通常是一个小的非负整数，内核用以标识一个特定进程正在访问的文件
每一个新程序运行时，shell都会为其打开 standard input, standard output, standard error
函数 open、read、write、lseek 以及 close 提供了不带缓冲的I/O
标准 I/O 函数为不带缓冲的 I/O 函数提供了一个带缓冲的接口
程序和进程
程序是存储在磁盘上某目录下的可执行文件
程序的执行实例被成为进程（process）
UNIX 系统保证每个系统都有一个唯一的进程ID。总是一个非负整数
有三个进程控制函数: fork、exec 和 waitpid
一个进程内的所有线程共享同一地址空间、文件描述符、栈以及与进程相关的属性
每个线程也拥有各自的栈
出错处理
Linux 中，出错常量在 errno(3) 手册页中列出
errno 需注意，仅当函数返回值指明出错时，才去校验 errno；任何函数都不会将 errno 值设为0
char* strerror(int errnum) 和 void perror(const char* msg) 用于输出出错消息
对于非致命性错误，可使用指数补偿法，延长一段时间
用户标识
用户ID为0的是root或superuser
组文件将用户映射到不同的组ID。组文件通常是 /etc/group
信号
通常有三种处理方式
1. 忽略信号
2. 按系统默认方式处理。对于除数0，默认方式是终止进程
3. 提供一个函数，信号发生时调用，这被称为捕捉该信号
  时间值
类型 time_t 用于保存日历时间，从1970.1.1.0:0:0开始至今的秒数
类型 clock_t 保存进程时间，度量 CPU 资源
时钟时间：进程运行的时间总量
用户 CPU 时间：执行用户指令所用的时间量
系统 CPU 时间：执行内核程序所经历的时间
系统调用和库函数
各种版本的UNIX系统都提供良好定义、数量有限、直接进入内核的入口点，这些入口点称为系统调用
从应用角度，可将系统调用视为C函数
UNIX 系统调用中处理空间分配的是sbrk。它按指定字节数增加或减少进程地址空间。如何管理该地址空间取决于进程。
有很多软件包h使用sbrk系统调用来实现自己的存储空间分配算法
系统调用通常提供最小接口，而库函数通常提供比较复杂的功能
二、UNIX 标准及实现
十一、线程
每个线程都包含有表示执行环境所必需的信息，其中包括进程中标识线程的线程ID、一组寄存器值、栈、调度优先级和策略、信号屏蔽字、errno变量以及线程私有数据
POSIX 线程的功能测试宏是_POSIX_THREADS，位于<unistd.h>里
线程 ID 只有在它所属的进程上下文中才有意义
互斥量、读写锁、条件变量、自旋锁、屏障
线程创建
新创建的线程可以访问进程的地址空间，并且继承调用线程的浮点环境和信号屏蔽量，但是该线程的挂起信号集会被清除
pthread_t pthread_self()获得本线程的id
线程终止
三种返回方式
1. 用return返回
2. 被同进程中的其它线程pthread_cancel。返回值的指针只想的内存单元被设置为PTHREAD_CANCELED
3. 线程调用pthread_exit
pthread_cleanup_push 和 pthread_cleanup_pop 用于清理线程，用的栈
1. 调用 pthread_exit 时
2. 响应取消请求时
3. 用非零参数调用 pthread_cleanup_pop 时
pthread_detach 分离线程，分离后将无法使用pthread_join
线程同步
增量操作通常分解为以下3步
1. 从内存单元读入寄存器
2. 在寄存器中对变量做增量操作
3. 新的值写回内存单元
  互斥量
pthread_mutex_lock、pthread_mutex_trylock、pthread_mutex_unlock
避免死锁
仔细控制互斥量加锁的顺序
可以先释放占有的锁，过一段时间再试，使用pthread_mutex_trylock
多线程的软件设计设计需在代码复杂性和性能之间找到正确的平衡。如果锁的粒度太粗，就会出现很多线程阻塞等待相同的锁；如果锁的粒度太细，那么过多的锁开销会使系统性能受到影响，而且代码变得复杂
pthread_mutex_timedlock
该函数允许设置线程阻塞时间，超时时返回错误码ETIMEDOUT
读写锁
允许更高的并行性
一般实现：当有一个线程试图获取写锁时，读写锁通常会阻塞随后的读锁请求，以避免写锁饿死
非常适合于对数据结构读的次数远大于写的情况
使用之前必须初始化，释放底层内存之前必须销毁
pthread_rwlock_t、pthread_rwlock_init、pthread_rwlock_destory
pthread_rwlock_rdlock、pthread_rwlock_wrlock、pthread_rwlock_unlock
需检查pthread_rwlock_unlock的返回值
带超时的读写锁
pthread_rwlock_timedrdlock、pthread_rwlock_timedwrlock
条件变量
pthread_cond_t
作用：阻塞，直到某信号的发生
条件本身是由互斥量保护的：调用前手动获取锁，阻塞时会自动释放锁，醒来后自动获取锁
示例代码：注意，线程醒来，发现队列为空(被其它线程处理了)，就继续等待；如果代码不能容忍这种竞争，就要在发信号的时候占有互斥量，即pthread_cond_signal( &qready )写到pthread_mutex_unlock( &qlock )之前，这样只会有一个线程获取到锁，醒来
```cpp
include
struct msg
{
struct msg* m_next;
};

struct msg *workq;

pthread_cond_t qready = PTHREAD_COND_INITIALIZER; pthread_mutex_t qlock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

void process_msg(void) { struct msg* mp;

for(;;)
{
    pthread_mutex_lock( &qplco );
    while( workq == NULL )
    pthread_cond_wait( &qready, &qlock );
    mp = workq;
    workq = mp->m_next;
    pthread_mutex_unlock( *qlock );
}

};

void enqueue_msg( struct msg *mp ) { pthread_mutex_lock( &qlock ); mp->next = workq; workq = mp; pthread_mutex_unlock( &qlock ); pthread_cond_signal( &qready ); }

```

自旋锁

忙等待的一种锁；pthread_spinlock_t
适用于：锁被持有的时间短，而且线程不希望在重新调度上花费太多的成本
自旋锁通常作为底层原语用于实现其他类型的锁，根据它们所基于的系统体系结构，可以通过使用测试并设置指令有效的实现。当然这里说的有效也还是会造成CPU的浪费: 当线程自旋等待锁变为可用时，CPU不能做其他的事情。这也是自旋锁只能够被持有一小段时间的原因
自旋锁用在非抢占式内核中时是非常有用的: 除了提供互斥机制以外，它们会阻塞中断，这样中断处理程序就不会让系统陷入死锁状态，因为它需要获取已被加锁的自旋锁
用户层，自旋锁并不是非常有用，除非运行在不允许抢占的实时调度类中
不要在持有自旋锁的情况下调用可能会陷入休眠状态的函数，其它线程获取锁时浪费CPU资源
屏障（barrier）
屏障允许每个线程等待，直到所有合作线程都到达某一点
pthread_join就是一种屏障，允许一个线程等待，直到另一个线程退出
pthread_barrier_t、pthread_barrier_init
使用pthread_barrier_wait来表明线程以完成工作，等待其它线程赶上来
计数满足条件时，所有线程都被唤醒；不满足则此线程睡眠
第一个调用pthread_barrier_wait的线程获得的返回值是PTHREAD_BARRIER_SERIAL_THREAD；其他线程看到的返回值是0
十二、线程控制
线程属性
pthread_attr_t
管理这些属性的函数遵循相同的模式
1. 每个对象与它自己类型的属性对象相关联
2. 有一个初始化函数，把属性设置为默认值
3. 有一个销毁属性的函数
4. 每个属性都有一个从属性对象中获取属性值的函数
5. 每个属性都有一个设置属性值的函数
detachstate : 线程的分离状态属性，PTHREAD_CREATE_DETACHED和PTHREAD_CREATE_JOINABLE
guardsize : 线程栈末尾的警戒缓冲区大小（字节数）
stackaddr : 线程栈的最低地址，最低内存地址，并不一定是栈的开始位置，处理器架构可能是从高地址向低地址增长
stacksize : 线程栈的最小长度（字节数）；进程的虚地址空间大小固定，且所有线程共享，所以线程太多时可能需要减少默认的线程栈大小；也有可能需要很大的栈来完成很深的递归或很多自动变量
同步属性
pthread_mutexattr_t
进程共享属性
默认不在进程间共享
健壮属性
默认是持有互斥量的进程在终止时不需要采取特别的动作
可设置为PTHREAD_MUTEX_ROBUST，进程终止后，其它进程的线程调用pthread_mutex_lock时会返回EOWNERDEAD；这时候需要调用pthread_mutex_consistent来恢复该锁的一致性，再解锁；否则该互斥量将不再可用
类型属性
PTHREAD_MUTEX_NORMAL : 无错误检查和死锁检测
PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK : 错误检查
PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE : 允许同一线程内进行多次加锁，内部维护了每个线程的加锁计数
PTHREAD_MUTEX_DEFAULT : 取决于操作系统将其映射为何种类型
各类型的错误处理

互斥量类型

未解锁时重新加锁

不占用时解锁

已解锁时解锁

NORMAL

死锁

未定义

ERRORCHECK

返回错误

RECURSIVE

允许

返回错误

DEFAULT

未定义

递归锁可能很难处理，应该只在没有其它可行方案时才使用
如果在最早定义数据结构时，预留了足够的可填充字段，允许把某些填充字段替换成互斥量，这种方法也是可行的。不过遗憾的是，大多数程序员并不善于预测未来，所以这并不是普遍可行的实践。
读写锁属性
只有一个进程共享属性 : 与互斥量的线程共享属性相同
不同平台的实现也可以定义其它属性，但不据具移植性
条件变量属性
进程共享属性
时钟属性，控制超时函数pthread_cond_timewait的时钟类型
奇怪的是，Singel UNIX Speciafication 并没有为其它有超时等待函数的属性对象定义时钟属性
屏障属性
只有进程共享属性
重入
很多函数并不是线程安全的，因为它们返回的数据存放在静态的内存缓冲区中
线程安全并不代表异步信号安全
标准I/O是以线程安全的方式实现的，内部必须看起来像是调用了flockfile和funlockfile
但把锁开放给应用也是非常有用的，允许程序对标准I/O函数的调用组合成原子序列
也提供了不加锁版本的标准I/O以提升性能，但必须保证此操作是被锁保护的
pthread_once函数用于保证函数只会被调用一次
线程特定数据 thread-specific data
除了使用寄存器以外，一个线程没有办法阻止另一个线程访问它的数据，线程特定数据也不例外
但管理线程特定数据的函数可以提高线程间的数据独立性，使线程不太容易访问其他线程的线程特定数据
int pthread_key_create(pthread_key_t *keyp, void(*destructor)(void*))
void* pthread_getspecific(pthread_key_t key)和int pthread_setspecific(pthread_key_t key, const void *value)
取消选项
int pthread_setcancelstate(int state, int *oldstate)
把当前可曲线状态设置为state，并把原理的状态存在oldstate里，这两步是原子操作
pthread_cancel 调用并不等待线程终止，默认是等到线程到达某个取消点
POSIX 在很多函数里定义了取消点，也可自行通过pthread_testcancel添加取消点
线程和信号
把线程引入编程范型，使信号的处理变得更加复杂
每个线程都有自己的信号屏蔽字，但是信号处理是进程中所有线程共享的。这意味着单个线程可以阻止某些信号，但当某个线程修改了与某个给定信号相关的处理行为以后，所有的线程都必须共享这个处理行为的改编
进程中的信号是递送到单个线程的。如果一个信号与硬件故障相关，那么该信号一般会被发送到引起该时间的线程中去，而其他的信号则被发送到任意一个线程
线程可以通过调用int sigwait(const sigset_t *restrict set, int *restrict signop)来等待一个或多个信号的出现
线程在调用sigwait之前，必须阻塞那些它正在等待的信号，sigwait会原子地去去取消信号集的阻塞状态
使用sigwait 的好处在于，允许把异步产生的信号用同步的方式处理
为了防止信号中断线程，可以把信号加到每个线程的信号屏蔽字中，然后安排专用线程处理信号。这些专用线程可以进行函数调用，不用担心在信号处理程序中调用哪些函数是安全你的，因为这些函数调用来自正常的线程上下文，而非会中断线程正常执行的传统信号处理程序
多个线程在sigwait等待同一个信号时，只有一个线程会返回
入股一个信号被捕获（例如进程通过sigaction建立了一个信号处理程序），而且一个线程正在sigwait此信号，那么将由操作系统来决定以何种方式递送信号。操作系统实现可以让sigwait返回，也可以激活信号处理程序，但这两种情况不会同时发生
闹钟定时器是进程资源，且所有线程共享相同的闹钟。所以进程中的多个线程不可能互不干扰（或互不合作）的使用闹钟定时器

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UNIX 体系结构

严格来讲，操作系统可定义为一种软件，控制计算机硬件资源，提供程序运行环境。通常将这种软件称为内核（kernel）
内核接口被称为系统调用（system call）
登录
/ect/password 中查看登录项。
zj:x:1000:1000:zj,,,:/home/zj:/bin/bash
依次是登录名:加密口令:数字用户ID:数字组ID:注释字段:起始目录:shell程序
文件和目录
文件描述符（file descriptor）通常是一个小的非负整数，内核用以标识一个特定进程正在访问的文件
每一个新程序运行时，shell都会为其打开 standard input, standard output, standard error
函数 open、read、write、lseek 以及 close 提供了不带缓冲的I/O
标准 I/O 函数为不带缓冲的 I/O 函数提供了一个带缓冲的接口
程序和进程
程序是存储在磁盘上某目录下的可执行文件
程序的执行实例被成为进程（process）
UNIX 系统保证每个系统都有一个唯一的进程ID。总是一个非负整数
有三个进程控制函数: fork、exec 和 waitpid
一个进程内的所有线程共享同一地址空间、文件描述符、栈以及与进程相关的属性
每个线程也拥有各自的栈
出错处理
Linux 中，出错常量在 errno(3) 手册页中列出
errno 需注意，仅当函数返回值指明出错时，才去校验 errno；任何函数都不会将 errno 值设为0
char* strerror(int errnum) 和 void perror(const char* msg) 用于输出出错消息
对于非致命性错误，可使用指数补偿法，延长一段时间
用户标识
用户ID为0的是root或superuser
组文件将用户映射到不同的组ID。组文件通常是 /etc/group
信号
通常有三种处理方式
1. 忽略信号
2. 按系统默认方式处理。对于除数0，默认方式是终止进程
3. 提供一个函数，信号发生时调用，这被称为捕捉该信号
  时间值
类型 time_t 用于保存日历时间，从1970.1.1.0:0:0开始至今的秒数
类型 clock_t 保存进程时间，度量 CPU 资源
时钟时间：进程运行的时间总量
用户 CPU 时间：执行用户指令所用的时间量
系统 CPU 时间：执行内核程序所经历的时间
系统调用和库函数
各种版本的UNIX系统都提供良好定义、数量有限、直接进入内核的入口点，这些入口点称为系统调用
从应用角度，可将系统调用视为C函数
UNIX 系统调用中处理空间分配的是sbrk。它按指定字节数增加或减少进程地址空间。如何管理该地址空间取决于进程。
有很多软件包h使用sbrk系统调用来实现自己的存储空间分配算法
系统调用通常提供最小接口，而库函数通常提供比较复杂的功能
二、UNIX 标准及实现
十一、线程
每个线程都包含有表示执行环境所必需的信息，其中包括进程中标识线程的线程ID、一组寄存器值、栈、调度优先级和策略、信号屏蔽字、errno变量以及线程私有数据
POSIX 线程的功能测试宏是_POSIX_THREADS，位于<unistd.h>里
线程 ID 只有在它所属的进程上下文中才有意义
互斥量、读写锁、条件变量、自旋锁、屏障
线程创建
新创建的线程可以访问进程的地址空间，并且继承调用线程的浮点环境和信号屏蔽量，但是该线程的挂起信号集会被清除
pthread_t pthread_self()获得本线程的id
线程终止
三种返回方式
1. 用return返回
2. 被同进程中的其它线程pthread_cancel。返回值的指针只想的内存单元被设置为PTHREAD_CANCELED
3. 线程调用pthread_exit
pthread_cleanup_push 和 pthread_cleanup_pop 用于清理线程，用的栈
1. 调用 pthread_exit 时
2. 响应取消请求时
3. 用非零参数调用 pthread_cleanup_pop 时
pthread_detach 分离线程，分离后将无法使用pthread_join
线程同步
增量操作通常分解为以下3步
1. 从内存单元读入寄存器
2. 在寄存器中对变量做增量操作
3. 新的值写回内存单元
  互斥量
pthread_mutex_lock、pthread_mutex_trylock、pthread_mutex_unlock
避免死锁
仔细控制互斥量加锁的顺序
可以先释放占有的锁，过一段时间再试，使用pthread_mutex_trylock
多线程的软件设计设计需在代码复杂性和性能之间找到正确的平衡。如果锁的粒度太粗，就会出现很多线程阻塞等待相同的锁；如果锁的粒度太细，那么过多的锁开销会使系统性能受到影响，而且代码变得复杂
pthread_mutex_timedlock
该函数允许设置线程阻塞时间，超时时返回错误码ETIMEDOUT
读写锁
允许更高的并行性
一般实现：当有一个线程试图获取写锁时，读写锁通常会阻塞随后的读锁请求，以避免写锁饿死
非常适合于对数据结构读的次数远大于写的情况
使用之前必须初始化，释放底层内存之前必须销毁
pthread_rwlock_t、pthread_rwlock_init、pthread_rwlock_destory
pthread_rwlock_rdlock、pthread_rwlock_wrlock、pthread_rwlock_unlock
需检查pthread_rwlock_unlock的返回值
带超时的读写锁
pthread_rwlock_timedrdlock、pthread_rwlock_timedwrlock
条件变量
pthread_cond_t
作用：阻塞，直到某信号的发生
条件本身是由互斥量保护的：调用前手动获取锁，阻塞时会自动释放锁，醒来后自动获取锁
示例代码：注意，线程醒来，发现队列为空(被其它线程处理了)，就继续等待；如果代码不能容忍这种竞争，就要在发信号的时候占有互斥量，即pthread_cond_signal( &qready )写到pthread_mutex_unlock( &qlock )之前，这样只会有一个线程获取到锁，醒来
```cpp
include
struct msg
{
struct msg* m_next;
};

struct msg *workq;

pthread_cond_t qready = PTHREAD_COND_INITIALIZER; pthread_mutex_t qlock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

void process_msg(void) { struct msg* mp;

for(;;)
{
    pthread_mutex_lock( &qplco );
    while( workq == NULL )
    pthread_cond_wait( &qready, &qlock );
    mp = workq;
    workq = mp->m_next;
    pthread_mutex_unlock( *qlock );
}

};

void enqueue_msg( struct msg *mp ) { pthread_mutex_lock( &qlock ); mp->next = workq; workq = mp; pthread_mutex_unlock( &qlock ); pthread_cond_signal( &qready ); }

```

自旋锁

忙等待的一种锁；pthread_spinlock_t
适用于：锁被持有的时间短，而且线程不希望在重新调度上花费太多的成本
自旋锁通常作为底层原语用于实现其他类型的锁，根据它们所基于的系统体系结构，可以通过使用测试并设置指令有效的实现。当然这里说的有效也还是会造成CPU的浪费: 当线程自旋等待锁变为可用时，CPU不能做其他的事情。这也是自旋锁只能够被持有一小段时间的原因
自旋锁用在非抢占式内核中时是非常有用的: 除了提供互斥机制以外，它们会阻塞中断，这样中断处理程序就不会让系统陷入死锁状态，因为它需要获取已被加锁的自旋锁
用户层，自旋锁并不是非常有用，除非运行在不允许抢占的实时调度类中
不要在持有自旋锁的情况下调用可能会陷入休眠状态的函数，其它线程获取锁时浪费CPU资源
屏障（barrier）
屏障允许每个线程等待，直到所有合作线程都到达某一点
pthread_join就是一种屏障，允许一个线程等待，直到另一个线程退出
pthread_barrier_t、pthread_barrier_init
使用pthread_barrier_wait来表明线程以完成工作，等待其它线程赶上来
计数满足条件时，所有线程都被唤醒；不满足则此线程睡眠
第一个调用pthread_barrier_wait的线程获得的返回值是PTHREAD_BARRIER_SERIAL_THREAD；其他线程看到的返回值是0
十二、线程控制
线程属性
pthread_attr_t
管理这些属性的函数遵循相同的模式
1. 每个对象与它自己类型的属性对象相关联
2. 有一个初始化函数，把属性设置为默认值
3. 有一个销毁属性的函数
4. 每个属性都有一个从属性对象中获取属性值的函数
5. 每个属性都有一个设置属性值的函数
detachstate : 线程的分离状态属性，PTHREAD_CREATE_DETACHED和PTHREAD_CREATE_JOINABLE
guardsize : 线程栈末尾的警戒缓冲区大小（字节数）
stackaddr : 线程栈的最低地址，最低内存地址，并不一定是栈的开始位置，处理器架构可能是从高地址向低地址增长
stacksize : 线程栈的最小长度（字节数）；进程的虚地址空间大小固定，且所有线程共享，所以线程太多时可能需要减少默认的线程栈大小；也有可能需要很大的栈来完成很深的递归或很多自动变量
同步属性
pthread_mutexattr_t
进程共享属性
默认不在进程间共享
健壮属性
默认是持有互斥量的进程在终止时不需要采取特别的动作
可设置为PTHREAD_MUTEX_ROBUST，进程终止后，其它进程的线程调用pthread_mutex_lock时会返回EOWNERDEAD；这时候需要调用pthread_mutex_consistent来恢复该锁的一致性，再解锁；否则该互斥量将不再可用
类型属性
PTHREAD_MUTEX_NORMAL : 无错误检查和死锁检测
PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK : 错误检查
PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE : 允许同一线程内进行多次加锁，内部维护了每个线程的加锁计数
PTHREAD_MUTEX_DEFAULT : 取决于操作系统将其映射为何种类型
各类型的错误处理

互斥量类型

未解锁时重新加锁

不占用时解锁

已解锁时解锁

NORMAL

死锁

未定义

ERRORCHECK

返回错误

RECURSIVE

允许

返回错误

DEFAULT

未定义

递归锁可能很难处理，应该只在没有其它可行方案时才使用
如果在最早定义数据结构时，预留了足够的可填充字段，允许把某些填充字段替换成互斥量，这种方法也是可行的。不过遗憾的是，大多数程序员并不善于预测未来，所以这并不是普遍可行的实践。
读写锁属性
只有一个进程共享属性 : 与互斥量的线程共享属性相同
不同平台的实现也可以定义其它属性，但不据具移植性
条件变量属性
进程共享属性
时钟属性，控制超时函数pthread_cond_timewait的时钟类型
奇怪的是，Singel UNIX Speciafication 并没有为其它有超时等待函数的属性对象定义时钟属性
屏障属性
只有进程共享属性
重入
很多函数并不是线程安全的，因为它们返回的数据存放在静态的内存缓冲区中
线程安全并不代表异步信号安全
标准I/O是以线程安全的方式实现的，内部必须看起来像是调用了flockfile和funlockfile
但把锁开放给应用也是非常有用的，允许程序对标准I/O函数的调用组合成原子序列
也提供了不加锁版本的标准I/O以提升性能，但必须保证此操作是被锁保护的
pthread_once函数用于保证函数只会被调用一次
线程特定数据 thread-specific data
除了使用寄存器以外，一个线程没有办法阻止另一个线程访问它的数据，线程特定数据也不例外
但管理线程特定数据的函数可以提高线程间的数据独立性，使线程不太容易访问其他线程的线程特定数据
int pthread_key_create(pthread_key_t *keyp, void(*destructor)(void*))
void* pthread_getspecific(pthread_key_t key)和int pthread_setspecific(pthread_key_t key, const void *value)
取消选项
int pthread_setcancelstate(int state, int *oldstate)
把当前可曲线状态设置为state，并把原理的状态存在oldstate里，这两步是原子操作
pthread_cancel 调用并不等待线程终止，默认是等到线程到达某个取消点
POSIX 在很多函数里定义了取消点，也可自行通过pthread_testcancel添加取消点
线程和信号
把线程引入编程范型，使信号的处理变得更加复杂
每个线程都有自己的信号屏蔽字，但是信号处理是进程中所有线程共享的。这意味着单个线程可以阻止某些信号，但当某个线程修改了与某个给定信号相关的处理行为以后，所有的线程都必须共享这个处理行为的改编
进程中的信号是递送到单个线程的。如果一个信号与硬件故障相关，那么该信号一般会被发送到引起该时间的线程中去，而其他的信号则被发送到任意一个线程
线程可以通过调用int sigwait(const sigset_t *restrict set, int *restrict signop)来等待一个或多个信号的出现
线程在调用sigwait之前，必须阻塞那些它正在等待的信号，sigwait会原子地去去取消信号集的阻塞状态
使用sigwait 的好处在于，允许把异步产生的信号用同步的方式处理
为了防止信号中断线程，可以把信号加到每个线程的信号屏蔽字中，然后安排专用线程处理信号。这些专用线程可以进行函数调用，不用担心在信号处理程序中调用哪些函数是安全你的，因为这些函数调用来自正常的线程上下文，而非会中断线程正常执行的传统信号处理程序
多个线程在sigwait等待同一个信号时，只有一个线程会返回
入股一个信号被捕获（例如进程通过sigaction建立了一个信号处理程序），而且一个线程正在sigwait此信号，那么将由操作系统来决定以何种方式递送信号。操作系统实现可以让sigwait返回，也可以激活信号处理程序，但这两种情况不会同时发生
闹钟定时器是进程资源，且所有线程共享相同的闹钟。所以进程中的多个线程不可能互不干扰（或互不合作）的使用闹钟定时器