多线程:
多进程:可以同时处理数据(并发/并行)
多线程:可以同时处理数据(并发/并行)
线程概念:
多进程任务处理(使用的是多个虚拟地址空间):将多个任务分解为多个程序(分解到多个进程中完成)。
多线程任务处理:多个pcb 共用同一个虚拟地址空间,同时完成一个代码段中多个不同模块的功能。
进程的理解:只有一个线程的进程
线程的理解:
1.在传统操作系统中进程就是一个运行中程序中的描述信息 ——>pcb,控制程序的运行
2.linux中并没有为线程设计一个tcb 来控制线程的运行
3.在linux下线程以进程pcb 实现,也就是说,在Linux下pcb 实际是一个线程。
(因此linux下线程:也叫轻量级进程)
(linux下进程:实际是一个线程组——包含一个/多个线程)
因为cpu 调度程序运行是调度pcb ,因此线程时cpu 调度的基本单位
因为一个程序运行起来会分配大量资源给线程组,因此进程是资源分配的基本单位
vfork 因为创建的子进程与父进程共用通过一个虚拟地址空间,因此不能同时运行
而为什么多线程不会出现这个问题?
同一个进程的线程之间独有的数据:
1.栈
2.寄存器(cpu 上的硬件)
3.errno (错误编号)
4.信号屏蔽字(信号阻塞集合)
5.线程id(线程标识符)
同一个进程的线程之间共享的数据:
1.数据段,代码段
2.文件描述符表
3.信号的处理方式
4.工作路径
5.用户id ,组id
多线程与多进程都可以并发完成任务哪一个更好?(分析优缺点,视使用场景而定)
多线程的优点:共享同一个虚拟地址空间
1.线程间的通讯更加方便
2.线程的创建销毁成本更低
3.同一个进程间的线程调度成本更低
4.执行力度更加细致
多线程的缺点:
1.缺乏访问控制,健壮性低:一些系统调用或异常,针对整个进程产生效果
共同优点:都可以并发/并行处理任务,提高处理效果
cpu 密集程序:程序中都是大量的运算操作
io 密集程序:程序中都是大量的io 操作
共同缺点:对临界资源操作需要考虑更多,编码更加复杂
多进程的使用场景:
对主进程安全都要度特别高——shell(多进程的使用要比多线程安全)
线程控制:
线程创建:
线程控制接口:因为操作系统并没有提供直接创建一个线程的接口,就封装了一套线程接口。因此有人称
创建的线程是一个用户态线程,在内核中对应有一个轻量级进程调度程序运行
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_sttr_t *attr,
void *(*start_routine)(void *), void *arg);
thread:输出型参数,用于获取新创建的线程id
attr:线程属性通常置空
start_routine:线程入口函数
arg:传递给线程的参数
返回值:成功返回0;失败返回:错误编号(errno)
每一个线程都有一个pcb-task——struct 都有一个pid,但是用户使用ps -ef命令查看进程的时候只有一个进程,
也只有一个进程pid
查看信息:ps -eflL | head -n 1 && ps -eflL | grep create
LWP:task_struct -> pid
PID:task_struct -> tgid(线程组id) 默认==线程组中主线程pid==进程id
tid:首地址(共享区中线程地址空间的首地址)
线程终止:
线程入口函数中 return, 如果在main 函数中 return 则退出整个进程
void pthread_exit(void* retval) :退出调用线程 retval 一般为NULL(谁调用谁退出)
线程退出也会形成僵尸进程,因为线程退出也要保存自己的退出返回值
线程退出,也会保存退出返回值,而成为僵尸进程
主线程退出,进程并不会退出。
取消指定的线程:(被动推出)
int pthread_cancel(pthread_t thread)
thread —>
课后调研:
能不能取消自己?
如果一个线程取消则返回值是多少?
线程等待:获取指定退出线程的返回值,并且允许操作系统回收线程资源
一个线程启动后默认右一个属性是线程处于joinable状态
*处于joinable状态的线程,退出后,不会自动释放资源,需要被其他线程等待
int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);
功能:等待线程退出,获取返回值,回收线程资源
前提:这个等待的线程必须处于joinable状态
pthread-> 指定的线程id
retval-> 获取线程的退出返回值
返回值
成功:0 失败:错误编号(errno)
线程分离:(设置线程的属性从 joinable 变成 detach 属性)
功能:分离一个线程,线程退出后系统将自动回收资源,被分离的线程无法被等待,若是非要pthread_join则会报错返回
int pthread_detach(pthread_t thread);->可以在任意位置调用
thread:要被分离的线程id
注意:线程被分离的前提是用户不关心线程的退出返回值
*处于detach状态的线程退出后自动回收资源,不需要被等待
*线程默认的属性是joinable