LINUX系統(tǒng)編程之線程

LINUX系統(tǒng)編程之線程

情景：

在雙核虛擬機(jī)中有兩個(gè)線程函數(shù)執(zhí)行以下功能：

線程一：printf("hello\n");

線程二：printf("world\n");

程序運(yùn)行時(shí)在單核狀態(tài)下和雙核狀態(tài)下兩個(gè)線程的執(zhí)行順序不一樣，請(qǐng)問(wèn)它們是根據(jù)怎樣的規(guī)則進(jìn)行調(diào)度的？

進(jìn)程擁有自己的數(shù)據(jù)段，代碼段，堆棧，占用資源多，開(kāi)銷大，通信不方便

為了減少系統(tǒng)開(kāi)銷，從進(jìn)程中演化出了線程

線程存在于進(jìn)程中，使用進(jìn)程的資源

一、概述

線程是CPU調(diào)度和分配的基本單位，存在于進(jìn)程中，是進(jìn)程中的獨(dú)立控制流

進(jìn)程是系統(tǒng)中程序執(zhí)行和資源分配的基本單位

線程自己不擁有資源

進(jìn)程默認(rèn)有一個(gè)控制線程（主線程）

線程依賴于進(jìn)程存在，進(jìn)程結(jié)束線程也結(jié)束

線程占用空間少

目的：

多任務(wù)程序設(shè)計(jì)

并發(fā)程序設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)程序

數(shù)據(jù)共享

多CPU并行

二、操作

void *fun(void *arg)

注意線程函數(shù)參數(shù)和返回值類型

pthread_t pth;

創(chuàng)建線程pthread_create(&pth, NULL, fun, (void *)arg);（可用結(jié)構(gòu)體或數(shù)組傳遞多個(gè)參數(shù)）

等待線程結(jié)束回收其資源pthread_join(pth, NULL);

分離線程pthread_detach(pth);

退出線程pthread_exit();

取消線程pthread_cancle();

取消狀態(tài)pthread_setcancelstate();

取消類型pthread_setcanceltype();

設(shè)置取消點(diǎn)pthread_testcancel();

清理pthread_cleanup_push();pthread_cleanup_pop();兩個(gè)函數(shù)必須成對(duì)存在

編譯gcc a.c 加-lpthread

gtk編程中多個(gè)線程可能使用同一資源照成界面凍結(jié)，所以要線程互斥

可使用gtk_threads_enter();和gtk_threads_leave();實(shí)現(xiàn)

三、線程的同步和互斥

互斥：多個(gè)任務(wù)訪問(wèn)同一公共資源，同一時(shí)刻只有一個(gè)任務(wù)可以訪問(wèn)

互斥鎖和信號(hào)量

1.互斥鎖：mutex，上鎖解鎖兩種狀態(tài)，解鎖必須由上鎖者完成

申請(qǐng)mutex,如果lock則阻塞申請(qǐng)者

pthread_mutex_t mutex;

pthread_mutex_lock(&mutex);

pthread_mutex_trylock(&mutex);

pthread_mutex_unlock(&mutex);

pthread_mutex_destroy(&mutex);

2.信號(hào)量

非負(fù)的整數(shù)計(jì)數(shù)器

對(duì)信號(hào)量進(jìn)行減操作，如果為0則阻塞

PV原語(yǔ)，P減，V加

sem_t sem;

sem_init(&sem, 0, 1);

sem_wait(&sem);sem_trywait(&sem);

sem_post(&sem);

int val;

sem_getvalue(&sem, &val);

sem_destroy(&sem);

通過(guò)信號(hào)量同步操作實(shí)現(xiàn)多任務(wù)之間按照順序運(yùn)行

線程：無(wú)名信號(hào)量，進(jìn)程：有名信號(hào)量

一個(gè)任務(wù)一個(gè)信號(hào)量

有名信號(hào)量

sem_t *sem_open("sem", O_RDWR);

sem_close(sem);

sem_unlink("sem");

有名信號(hào)量的名字在程序中和文件系統(tǒng)中不一樣

有名信號(hào)量會(huì)保存之前的值所以使用前應(yīng)該先刪除再創(chuàng)建

實(shí)例：

有一個(gè)倉(cāng)庫(kù)生產(chǎn)者負(fù)責(zé)生產(chǎn)產(chǎn)品，并放入倉(cāng)庫(kù)，消費(fèi)者從倉(cāng)庫(kù)拿走產(chǎn)品

要求倉(cāng)

庫(kù)每次只能入一人

倉(cāng)庫(kù)中最多存放10個(gè)產(chǎn)品，倉(cāng)庫(kù)滿時(shí)不能再放入產(chǎn)品

倉(cāng)庫(kù)空時(shí)不能再?gòu)闹腥〕霎a(chǎn)品

生產(chǎn)消費(fèi)速度不同

思路：

生產(chǎn)和消費(fèi)各一個(gè)線程，倉(cāng)庫(kù)為互斥，假設(shè)容量為10，庫(kù)存為3

假設(shè)生產(chǎn)速度比消費(fèi)速度快

信號(hào)量的值等于剩余產(chǎn)品

#include<stdio.h>

#include<sys/stat.h>

#include<fcntl.h>

#include<semaphore.h>

int total=10;//總量

int last=7;//剩余量

sem_t sem_p;

sem_t sem_c;

void *produce(void *arg)

{

// sem_t *temp_semp=(sem_t *)arg;

while(1)

{

// sem_p=total-last;

if(9 >= last)

{

sleep(2);

sem_wait(&sem_p);

last++;

printf("in!last=%d\n",last);

sem_post(&sem_c);

}

}

}

void *cost(void *arg)

{

// sem_t *temp_semp=(sem_t *)arg;

while(1)

{

// sem_c=last;

if(1 <= last)

{

sem_wait(&sem_c);

last--;

printf("out!last=%d\n",last);

sem_post(&sem_p);

sleep(3);

}

}

}

int main()

{

pthread_t pth_p,pth_c;

sem_init(&sem_p,0,total-last);

sem_init(&sem_c,0,last);

printf("init_last=%d\n",last);

pthread_create(&pth_p,NULL,produce,NULL);

pthread_create(&pth_c,NULL,cost,NULL);

while(1);

return 0;

}