LINUX系統編程之線程

LINUX系統編程之線程

情景：

在雙核虛擬機中有兩個線程函數執行以下功能：

線程一：printf("hello\n");

線程二：printf("world\n");

程序運行時在單核狀態下和雙核狀態下兩個線程的執行順序不一樣，請問它們是根據怎樣的規則進行調度的？

進程擁有自己的數據段，代碼段，堆棧，占用資源多，開銷大，通信不方便

為了減少系統開銷，從進程中演化出了線程

線程存在于進程中，使用進程的資源

一、概述

線程是CPU調度和分配的基本單位，存在于進程中，是進程中的獨立控制流

進程是系統中程序執行和資源分配的基本單位

線程自己不擁有資源

進程默認有一個控制線程（主線程）

線程依賴于進程存在，進程結束線程也結束

線程占用空間少

目的：

多任務程序設計

并發程序設計

網絡程序

數據共享

多CPU并行

二、操作

void *fun(void *arg)

注意線程函數參數和返回值類型

pthread_t pth;

創建線程pthread_create(&pth, NULL, fun, (void *)arg);（可用結構體或數組傳遞多個參數）

等待線程結束回收其資源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pthread_setcancelstate();

取消類型pthread_setcanceltype();

設置取消點pthread_testcancel();

清理pthread_cleanup_push();pthread_cleanup_pop();兩個函數必須成對存在

編譯gcc a.c 加-lpthread

gtk編程中多個線程可能使用同一資源照成界面凍結，所以要線程互斥

可使用gtk_threads_enter();和gtk_threads_leave();實現

三、線程的同步和互斥

互斥：多個任務訪問同一公共資源，同一時刻只有一個任務可以訪問

互斥鎖和信號量

1.互斥鎖：mutex，上鎖解鎖兩種狀態，解鎖必須由上鎖者完成

申請mutex,如果lock則阻塞申請者

pthread_mutex_t mutex;

pthread_mutex_lock(&mutex);

pthread_mutex_trylock(&mutex);

pthread_mutex_unlock(&mutex);

pthread_mutex_destroy(&mutex);

2.信號量

非負的整數計數器

對信號量進行減操作，如果為0則阻塞

PV原語，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);

通過信號量同步操作實現多任務之間按照順序運行

線程：無名信號量，進程：有名信號量

一個任務一個信號量

有名信號量

sem_t *sem_open("sem", O_RDWR);

sem_close(sem);

sem_unlink("sem");

有名信號量的名字在程序中和文件系統中不一樣

有名信號量會保存之前的值所以使用前應該先刪除再創建

實例：

有一個倉庫生產者負責生產產品，并放入倉庫，消費者從倉庫拿走產品

要求倉

庫每次只能入一人

倉庫中最多存放10個產品，倉庫滿時不能再放入產品

倉庫空時不能再從中取出產品

生產消費速度不同

思路：

生產和消費各一個線程，倉庫為互斥，假設容量為10，庫存為3

假設生產速度比消費速度快

信號量的值等于剩余產品

#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;

}