同步是指协调多个执行线程或进程的执行,以确保它们按照一定的顺序执行或在特定的条件下等待。常见的同步机制包括信号量、条件变量和屏障等。
这些问题我在面试的时候也经常问。你需要对这个Wait方法的内部机制有所了解才能回答上来。
---- 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
典型的UNIX系统都支持一个进程创建多个线程(thread)。在Linux进程基础中提到,Linux以进程为单位组织操作,Linux中的线程也都基于进程。尽管实现方式有异于其它的UNIX系统,但Linux的多线程在逻辑和使用上与真正的多线程并没有差别。 多线程 我们先来看一下什么是多线程。在Linux从程序到进程中,我们看到了一个程序在内存中的表示。这个程序的整个运行过程中,只有一个控制权的存在。当函数被调用的时候,该函数获得控制权,成为激活(active)函数,然后运行该函数中的指令。与此同时,其它的函数
很多时候,我们做项目并不会创建那么多进程,而是创建一个进程,在该进程中创建多个线程进行工作。
在线程并发执行的时候,我们需要保证临界资源的安全访问,防止线程争抢资源,造成数据二义性。
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。
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
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)。
之前一直在看POSIX的多线程编程,上个周末结合自己的理解,写了一个基于Qt的用条件变量同步线程的例子。故此来和大家一起分享,希望和大家一起交流。
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。
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
说明:本篇博客整理自文末的多篇参考博客(每篇博客各有侧重)。本文结合源码对Unsafe的park和unpark方法进行了完整全面的梳理,并对部分参考博客中存在的错误描述进行说明。
这个例子中定义了一个互斥锁 mtx,一个条件变量 cv 和一个布尔变量 ready。worker 函数是一个线程函数,它在一个独立的线程中运行。
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。
作者:愤怒的屎壳螂 来源:http://blog.csdn.net/hit0803107/article/details/52876143 最近学习spark,我主要使用pyspark api进行编程。 之前使用Python都是现学现用,用完就忘了也没有理解和记忆,因此这里把Python相关的知识也弥补和记录下来吧 多线程任务队列在实际项目中非常有用,关键的地方要实现队列的多线程同步问题,也即保证队列的多线程安全 例如:可以开多个消费者线程,每个线程上绑定一个队列,这样就实现了多个消费者同时处理不同
进程在多数早期多任务操作系统中是执行工作的基本单元。进程是包含程序指令和相关资源的集合,每个进程和其他进程一起参与调度,竞争 CPU 、内存等系统资源。每次进程切换,都存在进程资源的保存和恢复动作,这称为上下文切换。进程的引入可以解决多用户支持的问题,但是多进程系统也在如下方面产生了新的问题:进程频繁切换引起的额外开销可能会严重影响系统性能。
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:
我们常常会把条件变量这个同步工具拿来与互斥锁一起讨论。实际上,条件变量是基于互斥锁的,它必须有互斥锁的支撑才能发挥作用。
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)。
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。
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。
POSIX 全称是 Portable Operating System Interface of UNIX ,表示可移植操作系统接口,本质上是一种编程标准。它定义了操作系统应该为应用程序提供的接口标准,是 IEEE 为要在各种 UNIX 操作系统上运行的软件而定义的一系列 API 标准的总称。
今天是最后一篇关于Linux线程编程的文章分享,在这里我们先掌握基础的概念及其应用,后面在慢慢去深入学习。最近看到一句说的非常在理:理论’是你知道是这样,但它却不好用。‘实践’是它很好用,但你不知道是为什么。我想大多数学习者,和我一样,在学习的过程中,都会或多或少的有这种情况,不过自己坚信,你把基础打好(同时学的过程中,不要好高骛远,三心二意的,把自己先暂时用到的东西学明白,再去学其他东西,不要当前的,没学会,又跑去学其他的,而且又学不会,这样浪费时间和精力;这个这里基础打好,举个例子,你的c语言功底要打好,对指针的使用非常熟悉,甚至一些高级用法就是要平时慢慢积累和总结,以及内存原理要知道为什么是这样等方面),后面实战的话,就好多了,至少不会说我这个东西不会那个东西又不会,这样会让自己很痛苦当初为啥没学好基础,现在实战中漏洞百出。好了,废话不多说了,开始下面的主题分享:
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。
② 声明线程 ID : 线程 ID 类型是 pthread_t 类型的 , 其本质是 int 类型 ;
线程?为什么有了进程还需要线程呢,他们有什么区别?使用线程有什么优势呢?还有多线程编程的一些细节问题,如线程之间怎样同步、互斥,这些东西将在本文中介绍。我见到这样一道面试题: 是否熟悉POSIX
原文发布于微信公众号 - 云服务与SRE架构师社区(ai-cloud-ops),作者李勇。
简介 sync 包还提供了一个条件变量类型 sync.Cond,它可以和互斥锁或读写锁(以下统称互斥锁)组合使用,用来协调想要访问共享资源的线程。
前面两节讲了线程的一些基础知识,这一节还是关于线程的内容,主要说一下线程的同步问题。线程的同步是一个很重要的内容,因为这关系到线程之间的协调合作,否则可能会产生冲突。
你可以在构造函数中传入一个互斥锁(std::mutex 或其它互斥锁类型)来创建 std::unique_lock 对象,并且会在构造时获取互斥锁的所有权。此时,互斥锁被锁住,其他线程无法获得锁。
最后运行的结果不是固定的,有可能是0、-1,如果有这个ticket_num变量代表是库存的话,那么就会出现库存为负数的情况,所以需要引入线程同步来保证线程安全。
多线程编程已经成为了现代软件开发的重要组成部分。对于Linux操作系统而言,多线程的支持和实现更是被广泛应用。本文将通过详细解析Linux操作系统中的多线程概念、线程的创建与管理、同步与互斥、线程间通信等方面,并结合示例代码,来深入探讨Linux的多线程编程。
同步原语是计算机科学中用于实现进程或线程之间同步的机制。它提供了一种方法来控制多个进程或线程的执行顺序,确保它们以一致的方式访问共享资源。
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。
condition_variable(条件变量)是 C++11 中提供的一种多线程同步机制,它允许一个或多个线程等待另一个线程发出通知,以便能够有效地进行线程同步。
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。
进程同步和通信是操作系统中的关键概念,它们在多进程或多线程环境中起着至关重要的作用。进程同步是指多个进程或线程之间按照一定的顺序执行,以避免竞争条件和不一致的结果。而进程通信则是指进程之间交换信息和共享资源的机制,使它们能够相互协作和协调工作。 进程同步和通信的重要性体现在以下几个方面:关面试中的应对能力和问题解决能力。
线程同步是确保多个线程在访问共享资源时不会出现竞争条件的一种方法。本文主要是讲解一些常见的线程同步方法及其编写对应的代码,以下是一些常见的线程同步方法:
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。
翻看目前关于 iOS 开发锁的文章,大部分都起源于 ibireme 的 《不再安全的 OSSpinLock》,我在看文章的时候有一些疑惑。这次主要想解决这些疑问:
某一资源同时只允许一个访问者对其进行访问,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,线程间不需要知道彼此的存在。
高层次的多线程编程中,条件变量是个常见的同步方法,跟传统仅使用互斥量的方法相比,条件变量可以减少锁的竞争.
线程?为什么有了进程还需要线程呢,他们有什么区别?使用线程有什么优势呢?还有多线程编程的一些细节问题,如线程之间怎样同步、互斥,这些东西将在本文中介绍。我见到这样一道面试题: 是否熟悉POSI
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。
linux下的 pthread 是一个整形,而 id 是一个自定义类型, get_id 即打印线程id
但是并不是非常完美,因为多线程常常伴有资源抢夺的问题,作为一个高级开发人员并发编程那是必须要的,同时解决线程安全也成了我们必须要要掌握的基础
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