线程基础--同步机制

女爷i 2021-12-10 23:49 347阅读 0赞

**1.  线程基础**

**   概念**

1). 线程全称控制线程

2). 多线程的优势：

a) 比进程方便，能够共享同样的内存空间及文件描写叙述符

b) 能够用于多个任务，而这些任务假设用单进程来实现是串行， 在多线程里面因为CPU的调度能够实现穿插运行

c) 用于交互程序。将用户输入输出与其它部分分开，优化性能

3). 怎样知道系统是否多线程pthread(POSIX线程)

a) \#ifdef  \_POSIX\_THREADS

b) sysconf(\_SC\_THREADS)

4). 一个 线程的数据结构

线程ID,  一组寄存器。 栈。 调度优先级， 信号屏蔽字， errno,  私有数据

pthread\_t 被实现为结构体这样的才是可移植的

但linux 直接这样定义了 typedef unsigned long int pthread\_t;

**函数**

1).  **线程id比較**

pthread\_equal(pthread\_t ptd1, pthread\_t ptd2)

获得线程ID pthread\_self(void)

2). ** 线程创建**

pthread\_create(新线程的id,线程的属性。线程运行地址,函数參数)

\*\*\*\* 新线程和主线程在创建后是竞争运行

\*\*\*\* linux上是靠clone创建子进程来实现pthread\_create, 所以同一个进程里面的线程获取到pid (进程号)可能不同（一个来自当前进程。一个来自子进程）(fedora8是同样的)

3).  **线程终止**

假设任一线程调用了exit,\_Exit,\_exit，那么 整个进程就会终止

a)从启动函数返回     return

b)被其它线程取消     pthread\_cancel

c)线程调用pthread\_exit.     主线程调用时，会等待对等线程结束后再结束主线程

4).  **线程堵塞**

pthread\_join (pthread\_t aim\_ptd)   堵塞当前线程一直到目标线程退出 相似于进程控制里面的 wait

不能对分离状态(设置为。或已经是detach状态)的线程使用pthread\_join, 会返回失败

仅仅有一个线程能够对某个线程使用pthread\_join

5).  **请求取消某个线程**

pthread\_cancel  提出申请，并不等待

6). 登记线程退出清理函数。 相似于atexit登记函数

pthread\_cleanup\_push(函数指针。參数)

除了pthread\_exit, 及响应取消请求而退出的时候运行清理函数，也能够调用pthread\_cleanup\_pop来运行函数。

线程return退出是 不会运行清理函数的

pthread\_cleanup\_pop(int execute) execute为0就不运行清理函数。仅仅是删除该处理函数。必须大于0才调用

7).  **分离线程  pthread\_detach**

pthread\_t       tid;

pthread\_attr\_t  attr;

pthread\_attr\_init(&attr);

pthread\_attr\_setdetachstate(&attr, PTHREAD\_CREATE\_DETACHED);

pthread\_create(&tid, &attr, THREAD\_FUNCTION, arg);

能够设置线程为默认的detach,好让操作系统在线程结束的时候，回收默认的资源

**2.  线程同步**

原因： 现代计算机体系结构造成了数据不是顺序一致来实现， 还有程序里面的逻辑，不是原子操作而造成的

1). 相互排斥量  本质上就是多放一块全局条件变量

pthread\_mutex\_t 訪问前加锁。訪问完解锁

使用步骤:

a)创建并初始化

静态的pthread\_mutex\_t 赋值常量 PTHREAD\_MUTEX\_INITIALIZER

动态分配的pthread\_mutext\_t ,须要调用pthread\_mutex\_init初始化, pthread\_mutex\_destroy释放

通过pthread\_mutex\_init能够指定相互排斥量的属性,默认属性输入參数null

b)加锁

pthread\_mutex\_lock,假设已经有锁则堵塞到相互排斥变量解锁

尝试加锁 pthread\_mutex\_trylock  加锁不成功会立即返回 EBUSY

c)訪问数据

d)解锁

pthread\_mutex\_unlock 解锁

2).  避免相互排斥量死锁

产生的原因：

1.  **同一个线程**对同一个相互排斥量加锁2次。线程本身会陷入死锁，

2. 多个相互排斥量被多个线程以相反的顺序訪问的时候

3). 读写锁 又名 共享-独占锁

类型：        读锁 写锁

数据类型： pthread\_rwlock\_t

存在条件： 写锁一次最多一个线程占领。读锁能够并行存在多个

加锁条件：

a)当前锁是写锁，全部其它新加锁都会被堵塞

b)当前锁是读锁，假设新加锁是读锁。那么能够获得訪问权限

c)当前锁是读锁。假设新加锁是写锁，那么该锁会被堵塞直到全部读锁解锁。

\*\*\*\*注意为避免长期的读锁占领写的时间。但有写锁进来后，兴许的读锁都会被拒绝掉

\*\*\*\*适合读的次数大于写的次数的情况

初始化及释放:

pthread\_rwlock\_init

pthread\_rwlock\_destroy

加锁及解锁

pthread\_rwlock\_rdlock

pthread\_rwlock\_wrlock

pthread\_rwlock\_unlock

尝试加锁

pthread\_rwlock\_tryrdlock

pthread\_rwlock\_trywrlock

4).  条件变量

数据类型 pthread\_cond\_t

须要 和相互排斥变量一起使用，受到相互排斥变量的保护

静态初始化 赋值常量 PTHREAD\_COND\_INITIALIZER

动态初始化和释放

pthread\_cond\_init pthread\_cond\_destroy

作用：

给多个线程提供了一个会合的场所，同意线程以无竞争的方式等待特定的条件发生

pthread\_cond\_wait

**目的**： 是通过相互排斥量的保护，将线程增加到某个等待条件的线程队列里面去

**过程**： 进入函数前，调用者将锁住的相互排斥量传给函数

函数内部，将线程增加到队列并解锁      //假设条件不满足此时挂起，并释放锁

函数返回，再次对相互排斥量加锁

即：进入函数先检測，假设条件满足则运行。不满足则堵塞。在堵塞线程之前。 pthread\_cond\_wait 与  pthread\_cond\_timedwait 先释放与条件相关的相互排斥量， 同意其它线程获取相互排斥量、改变条件、释放相互排斥量并向条件变量发送信号。

pthread\_cond\_timedwait

同上，可是有个时间等待限制,时间是绝对值,即详细的时刻,数据类型 timespec

唤醒等待条件的线程：

pthread\_cond\_signal 唤醒等待某个条件的一个线程

pthread\_cond\_broadcast 唤醒等待某个条件的全部线程

学习条件变量使用方法的2个样例

[http://www.cnblogs.com/yuallen/archive/2010/05/18/1738139.html][http_www.cnblogs.com_yuallen_archive_2010_05_18_1738139.html]

[http://www.cnblogs.com/hnrainll/archive/2011/05/01/2033903.html][http_www.cnblogs.com_hnrainll_archive_2011_05_01_2033903.html]

转载于:https://www.cnblogs.com/mqxnongmin/p/10893574.html

[http_www.cnblogs.com_yuallen_archive_2010_05_18_1738139.html]: http://www.cnblogs.com/yuallen/archive/2010/05/18/1738139.html
[http_www.cnblogs.com_hnrainll_archive_2011_05_01_2033903.html]: http://www.cnblogs.com/hnrainll/archive/2011/05/01/2033903.html