线程:轻量级进程,在资源、数据方面不需要进行复制
不间断地跟踪指令执行的路径被称为执行路线
进程的结构:task_struck;地址空间
线程:轻量级的进程
在同一个进程中创建的线程,在共享进程的地址空间
在linux里用task_struct来描述一个线程,进程和线程都参与统一的调度
线程是共享相同地址空间的多个任务
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一个进程中的多个线程共享以下资源:
1.代码段/指令
** 2.静态数据(全局变量、静态变量)
3.进程中打开的文件描述符
4.信号处理函数
5.当前工作目录
6.用户id:uid
7.组id:gid
每个线程私有的资源如下:
1.线程id:tid
2.程序计数器(PC)和寄存器
** 3.栈/堆栈(stack):局部变量
4.错误码(errno)
5.信号掩码
6.执行状态和属性
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创建线程:
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,void *(*start_routine) (void *), void *arg);
thread:创建的线程的id号
attr:指定线程的属性,NULL-----表示使用缺省属性,默认
start_routine:线程执行的函数
void *(*start_routine) (void *)--------------参数和返回值都被定义为类型是void*的指针,以允许他们指向任何类型的值
arg:传递给线程执行的函数的参数
删除线程/线程退出:
void pthread_exit(void *retval);
retval:线程退出时,返回值的地址
控制线程:等待一个线程结束/以阻塞的方式等待线程的结束
int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);
thread:要等待的进程
retval:指向线程返回值的地址,不需要的话---NULL
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| 在进行多线程编程时,一般主线程初始化/创建其他线程后,不做任何操作,调用pthread_join等待线程结束 |
| 因为若主线程有操作的话,可能因为操作失误而关闭进程,这样就会影响其他的线程操作 |
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线程间互斥和同步:
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线程间同步(条件变量):
条件变量是线程的一种同步机制。
条件变量给多个线程提供一个汇合的场所
条件变量是公共资源,条件变量与互斥锁一起使用,允许线程以没有竞争的方式等待特定的条件发生。
条件变量是由互斥锁进行保护的。线程在改变条件变量的状态之前,必须先锁住互斥锁。
初始化条件变量:
int pthread_cond_init(pthread_cond_t *restrict cond,const pthread_condattr_t *restrict attr);
attr---->条件变量的属性
NULL---->默认属性
或者
pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
等待条件变量:
int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *restrict cond,pthread_mutex_t *restrict mutex);
功能:1.先解锁
2.暂停该线程
唤醒条件变量:
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);
功能:使一个由cond阻塞的线程运行
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线程间互斥:引入互斥锁(mutual exclusion)目的是用来保证共享数据操作的完整性和正确性
互斥锁:主要用来保护临界资源。每个临界资源都由一个互斥锁来保护,任何时候最多只有一个线程能访问临界资源。进程必须要先获得互斥锁才能访问临界资源,访问完临界资源后释放互斥锁。如果无法获得互斥锁,线程就会阻塞/等待,直到获得锁为止。
初始化互斥锁:int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex, const pthread_mutexattr_t *restrict attr);
mutex----------互斥锁
attr----------互斥锁的属性,NULL---表示缺省/默认属性
或者
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
加锁:等待互斥锁解开然后再锁住互斥锁
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
解锁:int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);
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信号量:bijkstra算法
信号量也是一种同步的机制
由信号量来决定线程是继续运行还是阻塞等待
信号量代表一类资源,他的值表示系统中该资源的数量
信号量是受保护的变量,只能通过函数来访问
初始化信号量:
int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);
sem:初始化的信号量
pshared:信号量的共享范围,0-----线程之间 !0------进程之间
value:信号量的初始值
申请资源( P 操作):
if(信号量 > 0)
{
信号量-1;
申请资源的任务继续运行;
}else
{
申请资源的任务阻塞等待;
}
int sem_wait(sem_t *sem);
int sem_trywait(sem_t *sem);
int sem_timedwait(sem_t *sem, const struct timespec *abs_timeout);
释放资源( V 操作):
if(没有任务等待资源)
{
信号量+1;
}else
{
唤醒第一个等待的任务,让这个任务继续运行;
}
int sem_post(sem_t *sem); //唤醒信号量
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Posix 定义的信号量:
** 无名信号量
有名信号量