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