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详解Linux多线程中互斥锁、读写锁、自旋锁、条件变量、信号量

---- 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

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Linux下的多线程编程实例解析

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。

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【地铁上的面试题】--基础部分--操作系统--进程与线程

进程与线程是操作系统中重要的概念,用于实现并发执行和资源管理。它们在计算机系统中扮演着不同的角色,并具有各自的特点。 进程是程序在执行过程中的一个实体,是资源分配的基本单位。一个进程可以包含多个线程,每个线程共享进程的资源,包括内存、文件句柄、打开的文件等。每个进程都有自己的地址空间和独立的执行状态,通过操作系统进行管理和调度。进程之间相互独立,彼此隔离,拥有自己的地址空间,需要通过进程间通信来实现数据共享和协作。 线程是进程中的一个执行单元,是 CPU 调度的基本单位。一个进程可以包含多个线程,这些线程可以并发执行,共享进程的资源。线程之间共享同一进程的地址空间,可以直接访问进程的全局变量和堆内存,减少了进程间通信的开销。由于线程之间共享资源,所以需要采取同步机制来避免数据竞争和冲突。 进程与线程的基本特点如下:

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【Linux】多线程 --- POSIX信号量+懒汉模式的线程池+其他常见锁

1. 在先前我们的生产消费模型代码中,一个线程如果想要操作临界资源,也就是对临界资源做修改的时候,必须临界资源是满足条件的才能修改,否则是无法做出修改的,比如下面的push接口,当队列满的时候,此时我们称临界资源条件不就绪,无法继续push,那么线程就应该去cond的队列中进行wait,如果此时队列没满,也就是临界资源条件就绪了,那么就可以继续push,调用_q的push接口。 但是通过代码你可以看到,如果我们想要判断临界资源是否就绪,是不是必须先加锁然后再判断?因为本身判断临界资源,其实就是在访问临界资源,既然要访问临界资源,你需不需要加锁呢?当然是需要的!因为临界资源需要被保护! 所以我们的代码就呈现下面这种样子,由于我们无法事前得知临界资源的状态是否就绪,所以我们必须要先加锁,然后手动判断临界资源的就绪状态,通过状态进一步判断是等待,还是直接对临界资源进行操作。 但如果我们能事前得知,那就不需要加锁了,因为我们提前已经知道了临界资源的就绪状态了,不再需要手动判断临界资源的状态。所以如果我们有一把计数器,这个计数器来表示临界资源中小块儿资源的数目,比如队列中的每个空间就是小块儿资源,当线程想要对临界资源做访问的时候,先去申请这个计数器,如果这个计数器确实大于0,那不就说明当前队列是有空余的位置吗?那就可以直接向队列中push数据。如果这个计数器等于0,那就说明当前队列没有空余位置了,你不能向队列中push数据了,而应该阻塞等待着,等待计数器重新大于0的时候,你才能继续向队列中push数据。

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