1 条件变量 条件变量是一种同步机制,允许线程挂起,直到共享数据上的某些条件得到满足。 1.1 相关函数 #include <pthread.h> pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER; int pthread_cond_init(pthread_cond_t *cond, pthread_condattr_t*cond_attr); int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond); int
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!
指一组进程中的各个进程均占有不会释放的资源, 但因互相申请被其他进程所占用不会释放的资源而处于的一种永久等待的状态
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。
条件变量是线程间同步的一种机制,本文分析条件变量的实现和使用。我们先看一下条件变量的定义。
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。
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。
如果传递的参数是一个变量的地址,由于这是共享内存空间,变量对所有线程可见,很有可能在新线程访问它之前,此内存位置的值发生了更改。
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。
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)。
线程属性主要有: (1)线程的分离状态属性detachstate, (2)线程栈末尾的警戒缓冲区大小guardsize, (3)线程栈的最低地址statckaddr, (4)线程栈的大小stacksize。 如果对现有某个线程的终止状态不感兴趣的话,可以使用pthread_detach函数让操作系统在线程退出时候收回它所占用的资源。
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。
实现线程池的基本思路是:先创建几个固定的线程,让每个线程运行起来,然后通过互斥锁和条件变量使得每个线程进入等待状态,当需要分派线程时,改变条件变量,使得某个线程退出等待状态开始执行传入的函数参数,执行完后重新进入等待状态。
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
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。
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.
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。
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
今天因为工作需要,需要帮同事用C语言(不是C++)写一个生产者消费者的任务队列工具库,考虑到不能使用任何第三库和C++的任何特性,所以我将任务队列做成一个链表,生产者在队列尾部加入任务,消费者在队列头部取出任务。很快就写好了,代码如下: /** * 线程池工具, ctrip_thread_pool.h * zhangyl 2018.03.23 */ #ifndef __CTRIP_THREAD_POOL_H__ #define __CTRIP_THREAD_POOL_H__ #include
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。
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
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
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。
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。
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。
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。
Pthreads 有几种工作模型,例如 Boss/Workder Model、Pileline Model(Assembly Line)、Background Task Model、Interface/Implementation Model,详细介绍可以参考 pthread Tutorial,这里给出一个流水线模型(Pipeline Model)的简单示例。在该示例中,主线程开启了两个子线程,一个子线程用来读取文件,一个子线程用于将结果写入文件,而主线程自身用来计算。
1 #include<stdio.h> 2 #include<string.h> 3 #include<pthread.h> 4 #include<stdlib.h> 5 #inclu
一切互斥操作的依赖是 自旋锁(spin_lock),互斥量(semaphore)等其他需要队列的实现均需要自选锁保证临界区互斥访问。
而AQS中的控制线程又是通过LockSupport类来实现的,因此可以说,LockSupport是Java并发基础组件中的基础组件。LockSupport定义了一组以park开头的方法用来阻塞当前线程,以及unpark(Thread thread)方法来唤醒一个被阻塞的线程。LockSupport提供的阻塞和唤醒方法如下:
执行线路即为程序的控制流程.pthreads的线程库允许程序在同一时刻运行多个函数
在传统的UNIX模型中,当一个进程需要由另一个实体执行某件事时,该进程派生(fork)一个子进程,让子进程去进行处理。UNIX下的大多数网络服务器程序都是这么编写的,这在我们的并发服务程序例子中可以看出:父进程接收连接,派生子进程,子进程处理与客户的交互。
生产者消费者模型主要有以下函数和对象 //线程锁对象 pthread_mutex_t mutex; //用于初始化pthread_mutex_t锁对象 pthread_mutex_init(&mutex, NULL); //用于销毁pthread_mutex_t锁对象 pthread_mutex_destroy(&mutex) //线程条件对象 pthread_cond_t cond; //用于初始化pthread_cond_t线程条件对象 pthread_cond_init(&cond, NU
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。
ReentrantLock的实现网上有很多文章了,本篇文章会简单介绍下其java层实现,重点放在分析竞争锁失败后如何阻塞线程。 因篇幅有限,synchronized的内容将会放到下篇文章。
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。
park是Unsafe类里的native方法,LockSupport类通过调用Unsafe类的park和unpark提供了几个操作。Unsafe的park方法如下:
POSIX thread 简称为pthread,Posix线程是一个POSIX标准线程.该标准定义内部API创建和操纵线程.
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:
Thread 1 监听socket,协议栈的连接上来后,使用现有的或新建线程处理连接。
进程与线程之间是有区别的,不过linux内核只提供了轻量进程的支持,未实现线程模型。Linux是一种“多进程单线程”的操作系统。Linux本身只有进程的概念,而其所谓的“线程”本质上在内核里仍然是进程。
上面的代码很简单,就是启动一个线程,然后先线程里循环打印字段字符串。我们就以这个最简单的例子来开口。
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。
这个问题其实第一次接触虚假唤醒就有答案了,但是当时太拽,留下张图啥也不讲明白,导致现在又不知道是为什么了。。。
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。
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。
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