pthread_mutex_t _mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; ①
与OpenMP相比,Pthreads的使用相对要复杂一些,需要我们显式的创建、管理、销毁线程,但也正因为如此,我们对于线程有更强的控制,可以更加灵活的使用线程。这里主要记录一下Pthreads的基本使用方法,如果不是十分复杂的使用环境,这些知识应该可以了。本文大部分内容都是参考自这里,有兴趣的可以看一下原文。
② 声明线程 ID : 线程 ID 类型是 pthread_t 类型的 , 其本质是 int 类型 ;
在单线程的程序里,有两种基本的数据:全局变量和局部变量。但在多线程程序里,还有第三种数据类型:线程数据(TSD: Thread-Specific Data)。
什么叫互斥量,顾名思义就是咱这么多人,只能有一个使用这个资源,就像共享小单车,一次只能给一个人用,一个人下车锁车了,另一个人才能去扫码开锁。
相信需要了解这方面的知识的小伙伴,已经基本对进程间通信和线程间通信有了一定了解。例如,进程间通信的机制之一:共享内存(在这里不做详解):多个进程可同时访问同一块内存。如果不对访问这块内存的临界区进行互斥或者同步,那么进程的运行很可能出现一些不可预知的错误和结果。
在Linux下, 线程的互斥量数据类型是pthread_mutex_t 在使用前, 要对它进行初始化:
https://blog.csdn.net/zy010101/article/details/83869140
load :将共享变量ticket从内存加载到寄存器中 update : 更新寄存器里面的值,执行-1操作 store :将新值,从寄存器写回共享变量ticket的内存地址
Linux互斥与同步 零、前言 一、Linux线程互斥 1、基本概念及引入 2、互斥量mutex介绍 3、互斥量的使用 4、互斥量原理 二、可重入/线程安全 1、基本概念 2、线程安全 3、重入函数 4、联系与区别 三、常见锁概念 四、Linux线程同步 1、基本概念 2、条件变量的使用 3、条件变量等待 4、条件变量使用规范 五、POSIX信号量 1、信号量概念及介绍 2、信号量的使用 零、前言 本章主要讲解学习Linux中对多线程的执行中的同步与互斥 一、Linux线程互斥 1、基本概念及引入 互
线程的大部分资源是共享的,包括定义的全局变量等等,全局变量是能够让全部线程共享的。大部分资源共享带来的优点是通信方便,缺点是缺乏访问控制,同时如果因为一个线程的操作问题,给其它线程造成了不可控,或者引起崩溃异常,逻辑不正确等现象,就会造成线程安全问题!所有需要进行后续的访问控制:同步与互斥!
信号量强调的是线程(或进程)间的同步:“信号量用在多线程多任务同步的,一个线程完成了某一个动作就通过信号量告诉别的线程,别的线程再进行某些动作(大家都在sem_wait的时候,就阻塞在那里)。当信号量为单值信号量时,也可以完成一个资源的互斥访问。信号量测重于访问者对资源的有序访问,在大多数情况下,同步已经实现了互斥,特别是所有写入资源的情况必定是互斥的。少数情况是指可以允许多个访问者同时访问资源。
条件变量给了线程以无竞争的方式等待特定条件发生。条件变量是和互斥量一起使用的,条件变量是由互斥量保护的。这么讲,大家可能不明白,这条件变量有什么用?干什么的?还是结合pthread_cond_wait()函数来分析一下吧!
初学者在使用 多线程 并发执行任务时一定会遇到 并发访问的问题,最直观的感受就是每次运行得出的结果值大概率不一致,这种执行结果不一致的现象是非常致命,因为它具有随机性,即结果可能是对的,也可能是错的,无法可靠的完成任务,类似物理学神兽 薛定谔的猫
在多处理器共享内存的架构中(如:对称多处理系统SMP),线程可以用于实现程序的并行性。历史上硬件销售商实现了各种私有版本的多线程库,使得软件开发者不得不关心它的移植性。对于UNIX系统,IEEE POSIX 1003.1标准定义了一个C语言多线程编程接口。依附于该标准的实现被称为POSIX theads 或 Pthreads。
1、进程是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动,是系统进行资源分配和调度的基本单位,是操作系统结构的基础。
线程池是一种管理线程的机制,它可以在需要时自动创建和销毁线程,以及分配和回收线程资源。线程池的主要优点是减少了频繁创建和销毁线程所带来的开销,提高了系统的稳定性和可扩展性。此外,线程池还可以有效地控制线程的数量,避免过多线程导致的资源竞争和系统过载
文章主要介绍了在Linux系统中,如何利用自旋锁来实现线程之间的同步和互斥。主要包括了自旋锁的定义、工作原理、使用方式和注意事项,并通过实例介绍了如何在C语言中实现自旋锁。
1 互斥锁 在线程实际运行过程中,我们经常需要多个线程保持同步。 这时可以用互斥锁来完成任务。互斥锁的使用过程中,主要有 pthread_mutex_init pthread_mutex_destory pthread_mutex_lock pthread_mutex_unlock 这几个函数以完成锁的初始化,锁的销毁,上锁和释放锁操作。 1.1 锁的创建 锁可以被动态或静态创建,可以用宏PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER来静态的初始化锁,采用这种方式比较容易理解,互斥锁是pthread_m
Bionic库是Android的基础库之一,也是连接Android系统和Linux系统内核的桥梁,Bionic中包含了很多基本的功能模块,这些功能模块基本上都是源于Linux,但是就像青出于蓝而胜于蓝,它和Linux还是有一些不一样的的地方。同时,为了更好的服务Android,Bionic中也增加了一些新的模块,由于本次的主题是Androdi的跨进程通信,所以了解Bionic对我们更好的学习Android的跨进行通信还是很有帮助的。
本文将为大家介绍鸿蒙轻内核中的进程、线程、内存和网络四大基础功能,包括一些基础概念、实现功能和使用场景等,供想要深入了解鸿蒙操作系统的初学者学习参考。
不是什么时候都要靠上锁的。从根源出发,我们为什么需要上锁?因为线程在使用资源的过程中可能会出现冲突,对于这种会出现冲突的资源,还是锁住轮着用比较好。
入门 包含了正确的头文件只能编译通过,没链接正确的库链接会报错。 一些常用的库gcc会自动链接。 库的缺省路径/lib /usr/lib /usr/local/lib 不知道某个函数在那个库可以nm -o /lib *.so | grep 函数名 man sin 会列出包含的头文件和链接的库名。 man 2 sin 2表示系统调用,3表示c库函数 一旦子进程被创建,父子进程一起从fork处被创建。 创建子进程为了争夺资源。 重定向用dup2函数 kill -l查看信号种类 pthread_mutex不跨进
不能拷贝互斥量变量,但可以拷贝指向互斥量的指针,这样就可以使多个函数或线程共享互斥量来实现同步。上面动态申请的互斥量需要动态的撤销。
C++11开始引入了多线程库<thread>,其中也包含了互斥锁的API:std::mutex
注:互斥关系保证的是数据的访问正常,而同步关系是为了让多线程(生产和消费者)之间协同起来
锁是一个常见的同步概念,我们都听说过加锁(lock)或者解锁(unlock),当然学术一点的说法是获取(acquire)和释放(release)。
笔者将《unix环境高级编程》主要内容总结为三篇:文件篇,进程篇,高级io和进程间通信三大板块。本文是unix环境高级编程系列文章第二篇:进程篇。该篇主要包括:
等到线程1再度被唤醒时,它需要完成之前未完成的动作,它会将未来的及写回的数据再次写回,此时内存中的票数又变成了999
线程同步机制引入 : 多个线程读取同一个资源时 , 可能会造成冲突 , 因此需要引入线程同步机制 , 让多个线程按照一定规则对共享的资源进行操作 ;
多线程版服务器一个客户端就需要创建一个线程! 若客户端太多, 显然不太 合适. 什么时候需要创建线程池呢?简单的说,如果一个应用需要频繁的创建和销 毁线程,而任务执行的时间又非常短,这样线程创建和销毁的带来的开销就不容 忽视,这时也是线程池该出场的机会了。如果线程创建和销毁时间相比任务执行 时间可以忽略不计,则没有必要使用线程池了。 实现的时候类似于生产者和消费
pthread_mutex_lock()函数是一个阻塞型的上锁函数,若互斥锁已经上了锁,调用pthread_mutex_lock()函数对互斥锁再次上锁的话,调用线程会阻塞,直到当前互斥锁被解锁。 pthread_mutex_trylock()函数是一个非阻塞型的上锁函数,如果互斥锁没被锁住,pthread_mutex_trylock()函数将把互斥锁加锁, 并获得对共享资源的访问权限;如果互斥锁被锁住了,pthread_mutex_trylock()函数将不会阻塞等待而直接返回EBUSY(已加锁错误),表示共享资源处于繁忙状态。 如果互斥锁变量mutex已经上锁,调用pthread_mutex_unlock()函数将解除这个锁定,否则直接返回。该函数唯一的参数mutex是pthread_mutex_t数据类型的指针。该函数调用成功返回0,否则返回-1。
这篇文章介绍Linux下线程同步与互斥机制–互斥锁,在多线程并发的时候,都会出现多个消费者取数据的情况,这种时候数据都需要进行保护,比如: 火车票售票系统、汽车票售票系统一样,总票数是固定的,但是购票的终端非常多。
这个线程池是在学习完《Linux/UNIX系统编程手册》中线程相关知识后用来练手的小项目,线程相关函数都是直接调用Linux的API,并且使用了C++中的queue和vector。 虽然C++中也提供了线程创建、互斥锁等函数库,但是也是对系统函数的封装。并且作为初学,先学会用原生函数比较好。
同步问题是保证数据安全的情况下,让线程访问资源具有一定的顺序性,从而有效避免饥饿问题,叫做同步。
条件变量是线程可用的一种同步机制,条件变量给多个线程提供了一个回合的场所,条件变量和互斥量一起使用,允许线程以无竞争的方式等待特定的条件发生。
pthread_create创建一个线程,产生一个线程ID存放在第一个参数之中,该线程ID与内核中的LWP并不是一回事。pthread_create函数第一个参数指向一块虚拟内存单元,该内存单元的地址就是新创建线程ID,这个ID是线程库的范畴,而内核中LWP是进程调度的范畴,轻量级进程是OS调度的最小单位,需要一个数值来表示该唯一线程。
现代操作系统基本都是多任务操作系统,即同时有大量可调度实体在运行。在多任务操作系统中,同时运行的多个任务可能:
线程(thread)技术早在60年代就被提出,但真正应用多线程到操作系统中去,是在80年代中期,solaris是这方面的佼佼者。传统的Unix也支持线程的概念,但是在一个进程(process)中只允许有一个线程,这样多线程就意味着多进程。现在,多线程技术已经被许多操作系统所支持,包括Windows/NT,当然,也包括Linux。 为什么有了进程的概念后,还要再引入线程呢?使用多线程到底有哪些好处?什么的系统应该选用多线程?我们首先必须回答这些问题。 使用多线程的理由之一是和进程相比,它是一种非常”节俭”的多任务操作方式。我们知道,在Linux系统下,启动一个新的进程必须分配给它独立的地址空间,建立众多的数据表来维护它的代码段、堆栈段和数据段,这是一种”昂贵”的多任务工作方式。而运行于一个进程中的多个线程,它们彼此之间使用相同的地址空间,共享大部分数据,启动一个线程所花费的空间远远小于启动一个进程所花费的空间,而且,线程间彼此切换所需的时间也远远小于进程间切换所需要的时间。据统计,总的说来,一个进程的开销大约是一个线程开销的30倍左右,当然,在具体的系统上,这个数据可能会有较大的区别。 使用多线程的理由之二是线程间方便的通信机制。对不同进程来说,它们具有独立的数据空间,要进行数据的传递只能通过通信的方式进行,这种方式不仅费时,而且很不方便。线程则不然,由于同一进程下的线程之间共享数据空间,所以一个线程的数据可以直接为其它线程所用,这不仅快捷,而且方便。当然,数据的共享也带来其他一些问题,有的变量不能同时被两个线程所修改,有的子程序中声明为static的数据更有可能给多线程程序带来灾难性的打击,这些正是编写多线程程序时最需要注意的地方。 除了以上所说的优点外,不和进程比较,多线程程序作为一种多任务、并发的工作方式,当然有以下的优点: 1) 提高应用程序响应。这对图形界面的程序尤其有意义,当一个操作耗时很长时,整个系统都会等待这个操作,此时程序不会响应键盘、鼠标、菜单的操作,而使用多线程技术,将耗时长的操作(time consuming)置于一个新的线程,可以避免这种尴尬的情况。 2) 使多CPU系统更加有效。操作系统会保证当线程数不大于CPU数目时,不同的线程运行于不同的CPU上。 3) 改善程序结构。一个既长又复杂的进程可以考虑分为多个线程,成为几个独立或半独立的运行部分,这样的程序会利于理解和修改。 下面我们先来尝试编写一个简单的多线程程序。
测试中效率最高的锁, 不过经YYKit作者确认, OSSpinLock已经不再线程安全,OSSpinLock有潜在的优先级反转问题
---- Hello、Hello大家好,我是木荣,今天我们继续来聊一聊Linux中多线程编程中的重要知识点,详细谈谈多线程中同步和互斥机制。 同步和互斥 互斥:多线程中互斥是指多个线程访问同一资源时同时只允许一个线程对其进行访问,具有唯一性和排它性。但互斥无法限制访问者对资源的访问顺序,即访问是无序的; 同步:多线程同步是指在互斥的基础上(大多数情况),通过其它机制实现访问者对资源的有序访问。在大多数情况下,同步已经实现了互斥,特别是所有写入资源的情况必定是互斥的。少数情况是指可以允许多个访问者同时访问资源
线程 为什么使用线程? 使用fork创建进程以执行新的任务,该方式的代价很高——子进程将父进程的所有资源都复制一遍。 多个进程之间不会直接共享内存。 进程是系统分配资源的基本单位,线程是进程的基本执行
1、多线程的问题引入 多线程的最大的特点是资源的共享,但是,当多个线程同时去操作(同时去改变)一个临界资源时,会破坏临界资源。如利用多线程同时写一个文件: #include <stdio.h> #include <pthread.h> #include <malloc.h> const char filename[] = "hello"; void* thread(void *id){ int num = *(int *)id; // 写文件的操作 F
这里是以微妙做单位进行休眠的。 假设有1000张火车票,一共四个接口在抢,最后我们要看到什么现象呢? 因为多个线程进行交叉执行。 多个线程交叉执行本质:就是让调度器尽可能的频繁发生线程调度与切换。 线程一般在什么时候发生切换?当时间片到了,来了更高优先级的线程,线程等待的时候。 那么线程是什么时候检测上面的问题?是从内核态切换到用户态的时候,线程要对调度状态进行检测,如果可以,就直接发生线程切换。
当多线程并发执行并都需要访问临界资源时,因为每个线程都是不同的执行流,这就有可能导致数据不一致问题,为了避免此问题的发生,就需要对这块临界资源增加一些限制,一次只能有一个线程访问临界资源,即线程互斥。
这里介绍一下如何使用线程来实现并发的功能,如何使用互斥锁或者信号量来实现线程同步,如何使用条件变量来实现多线程之间的通信,借助条件变量,可以实现线程之间的协调,使得各个线程能够按照特定的条件进行等待或唤醒。
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