C++语言并不支持多线程,C++的多线程编程是通过调用操作系统的低层函数实现的,常见的操作系统平台有MS的Windows、UNIX、LINUX、Open Solaris,C、C++都可以很好调用系统函数实现多线程。
2016.3.15,参加了CVTE的技术面,很不幸,我和我的两位小伙伴均跪在了一面。先将当日的面试内容汇总如下,供后来者参考。我们三人各自也都总结了失败的原因,大致如下:
生产者消费者模式就是通过一个容器来解决生产者和消费者的强耦合问题。生产者和消费者彼此之间不直接通讯,而通过阻塞队列来进行通讯,所以生产者生产完数据之后不用等待消费者处理,直接扔给阻塞队列,消费者不找生产者要数据,而是直接从阻塞队列里取,阻塞队列就相当于一个缓冲区,平衡了生产者和消费者的处理能力。这个阻塞队列就是用来给生产者和消费者解耦的。
2016.9.9日下午再一次参加了CVTE的C++后台开发岗的面试,面试经历了1个小时20分钟左右的时间,被问及了很多问题,很多问题也没有回答出来,自己还是存在很多知识盲点,需要潜心复习修炼,查漏补缺。手写代码也是没做好,下次一定要坚持写出来。总体来说,这场面试的难度对我来说不简单,现将回忆起的面试题与大家分享共勉。
编写ISR最基本的原则就是:尽可能短。代码少是一方面,更重要的是ISR里不能调用可能阻塞或延迟的操作。
今天给大家介绍一位我的朋友,他是中科大软件学院的硕士,在去年秋招中斩获了多个互联网大厂的offer,后来他将自己从实习到秋招参加的一百多轮面试进行了总结,希望对即将找工作的大家有所帮助,以下为正文。
(1)学会使用 VC 编写基本的 Win32 Consol Application(控制台应用程序)。 (2)通过创建进程、观察正在运行的进程和终止进程的程序设计和调试操作,进一步熟悉操作系统的进程概念,理解 Windows 进程的“一生”。 (3)通过阅读和分析实验程序,学习创建进程、观察进程、终止进程以及父子进程同步的基本程序设计方法。
在计算机科学和软件工程中,多线程编程是一项关键技能,尤其在当今多核处理器和高并发应用程序的背景下显得尤为重要。本文将全面探讨Linux环境下的线程编程,涵盖基本概念、线程创建与管理、线程同步、性能优化以及实际应用,通过详细的C++示例代码帮助读者深入理解并掌握这一技术。
信号量用来干嘛的呢?搜寻答案的话,很多人都会告诉你主要用于线程同步的,意思就是线程通信的。简单来说,比如我运行了2个线程A和B,但是我希望B线程在A线程之前执行,那么我们就可以用信号量来处理。有些人可能会疑惑,那么麻烦干嘛?你不是要B线程先执行吗?那么我让A线程休眠一点时间不就可以了吗?没错,这个思路是可以的,但是如果B线程也因为某些原因(比如硬件,操作系统的原因)导致延缓执行了,这该怎么办?到底A线程该休眠多少时间合适呢?所以正确的做法就是在B线程阻塞,A线程去唤醒这个阻塞线程。
9月底收到创新工场offer,本早就该写一篇博客来总结在校招季遇到到的问题的,但近期比較懈怠直到如今才整理出这篇博客。
4.一般要阻塞,就算使用 O_NONBLOCK 标志位来达到不阻塞,也要一次性把管道写满才能不阻塞,但是无法知道管道可写空间是多少
信号量的概念参见这里。 与消息队列和共享内存一样,信号量集也有自己的数据结构: struct semid_ds { struct ipc_perm sem_perm; /* Ownership a
水分子的产生:现在有两种线程,氢 oxygen 和氧 hydrogen,你的目标是组织这两种线程来产生水分子。
通过之前的学习,我们大致可以感受出来,共享内存,消息队列和信号量在使用的时候是有很多共性的。它们三个的接口,包括接口中传的参数有的都有很大的相似度。其实,共享内存,消息队列和信号量是操作系统针对本地进程间通信特意设计出来的system V版本的进程间通信(IPC,Inter Process Communication)技术。共享内存,消息队列和信号量所管理的资源称为IPC资源。在操作系统底层,共享内存,消息队列和信号量都是有相对应的结构体将它们维护起来的。
我们使用过windows的都知道,当一个程序被卡死的时候不管怎样都没反应,这样我们就可以打开任务管理器直接强制性的结束这个进程,这个方法的实现就是和Linux上通过生成信号和捕获信号来实现相似的,运行过程中进程捕获到这些信号做出相应的操作使最终被终止。
项目描述:简易互斥锁(SimpleMutex)是一个基于原子变量和信号量的互斥锁实现,用于保护并管理多线程环境下的共享资源访问。它提供了一种简单而有效的方式来确保在多线程并发访问时,只有一个线程可以同时访问受保护的资源,从而避免数据竞争和不一致性。基于 POSIX 标准的信号量库实现,包含 Catch2 单元测试,附带了基于 Catch2 框架的单元测试,用于验证互斥锁的正确性和稳定性,使用bazel编译,google编码规范。
除了原子操作,中断屏蔽,自旋锁以及自旋锁的衍生锁之外,在Linux内核中还存在着一些其他同步互斥的手段。
内存顺序,通俗地讲,是关于代码编译成机器指令后的执行顺序问题。内存顺序和编译器、硬件架构密切相关。那为什么会产生内存顺序问题呢?有两方面原因: 一方面,编译器为了优化程序性能,不会完全按照开发者写的代码的顺序来生成机器指令; 另一方面,在程序运行时,为了提高性能,CPU也不完全按照程序的指令顺序执行,比如体系结构里经典的Tomasulo算法。
在多年前,linux还没有支持对称多处理器SMP的时候,避免并发数据访问相对简单。
对于信号量我们并不陌生。信号量在计算机科学中是一个很容易理解的概念。本质上,信号量就是一个简单的整数,对其进行的操作称为PV操作。进入某段临界代码段就会调用相关信号量的P操作;如果信号量的值大于0,该值会减1,进程继续执行。相反,如果信号量的值等于0,该进程就会等待,直到有其它程序释放该信号量。释放信号量的过程就称为V操作,通过增加信号量的值,唤醒正在等待的进程。
如果需要多个进程合作来完成某个任务,那个可能会存在资源争用或者其他一些意想不到的问题,这个时候,就需要通过实现进程同步来防止问题的产生。
进程能够单独运行并且完成一些任务,但是也经常免不了和其他进程传输数据或互相通知消息,即需要进行通信,本文将简单介绍一些进程之间相互通信的技术–进程间通信(InterProcess Communication,IPC)。由于篇幅有限,本文不会对每一种进行详细介绍。
前言:非常早之前就接触过同步这个概念了,可是一直都非常模糊。没有深入地学习了解过,最近有时间了,就花时间研习了一下《linux内核标准教程》和《深入linux设备驱动程序内核机制》这两本书的相关章节。趁刚看完,就把相关的内容总结一下。
两个进程的PCB创建虚拟地址空间然后映射到物理内存中,每个进程因为是独立的,所以在物理内存中的地址也不同。 那么共享内存是怎么做到的呢? 首先先在物理内存中申请一块内存。 然后讲这块内存通过页表映射分别映射到这两个进程的虚拟地址空间内,让这两个进程都能看到这块内存。(这里也称为进程和共享内存挂接) 最后如果不想通信了:
(一)C++语言基础知识: (1)static关键字的作用: 1.全局静态变量 在全局变量前加上关键字static,全局变量就定义成一个全局静态变量。 静态存储区,在整个程序运行期间一直存在。 初始化:未经初始化的全局静态变量会被自动初始化为0(自动对象的值是任意的,除非他被显式初始化)。 作用域:全局静态变量在声明他的文件之外是不可见的,准确地说是从定义之处开始,到文件结尾。 2. 局部静态变量 在局部变量之前加上关键字static,局部变量就成为一个局部静态变量。 内存中的位置:静态存储区。 初始化:未经初始化的全局静态变量会被自动初始化为0(自动对象的值是任意的,除非他被显式初始化)。 作用域:作用域仍为局部作用域,当定义它的函数或者语句块结束的时候,作用域结束。但是当局部静态变量离开作用域后,并没有销毁,而是仍然驻留在内存当中,只不过我们不能再对它进行访问,直到该函数再次被调用,并且值不变。 3. 静态函数 在函数返回类型前加static,函数就定义为静态函数。函数的定义和声明在默认情况下都是extern的,但静态函数只是在声明他的文件当中可见,不能被其他文件所用。 函数的实现使用static修饰,那么这个函数只可在本cpp内使用,不会同其他cpp中的同名函数引起冲突。 warning:不要再头文件中声明static的全局函数,不要在cpp内声明非static的全局函数,如果你要在多个cpp中复用该函数,就把它的声明提到头文件里去,否则cpp内部声明需加上static修饰。 4. 类的静态成员 在类中,静态成员可以实现多个对象之间的数据共享,并且使用静态数据成员还不会破坏隐藏的原则,即保证了安全性。因此,静态成员是类的所有对象中共享的成员,而不是某个对象的成员。对多个对象来说,静态数据成员只存储一处,供所有对象共用。 5. 类的静态函数 静态成员函数和静态数据成员一样,它们都属于类的静态成员,它们都不是对象成员。因此,对静态成员的引用不需要用对象名。 (2) C++与C语言的区别: 设计思想上: C++是面向对象的语言,而C是面向过程的结构化编程语言 语法上: C++具有封装、继承和多态三种特性 C++相比C,增加多许多类型安全的功能,比如强制类型转换、 C++支持范式编程,比如模板类、函数模板等 (二)计算机操作系统: (1)进程与线程的概念,以及为什么要有进程线程,其中有什么区别,他们各自又是怎么同步的 ? 进程是对运行时程序的封装,是系统进行资源调度和分配的的基本单位,实现了操作系统的并发。 线程是进程的子任务,是CPU调度和分派的基本单位,用于保证程序的实时性,实现进程内部的并发;线程是操作系统可识别的最小执行和调度单位。每个线程都独自占用一个虚拟处理器:独自的寄存器组,指令计数器和处理器状态。每个线程完成不同的任务,但是共享同一地址空间(也就是同样的动态内存,映射文件,目标代码等等),打开的文件队列和其他内核资源。 进程与线程的区别: 1.一个线程只能属于一个进程,而一个进程可以有多个线程,但至少有一个线程。线程依赖于进程而存在。 2.进程在执行过程中拥有独立的内存单元,而多个线程共享进程的内存。(资源分配给进程,同一进程的所有线程共享该进程的所有资源。同一进程中的多个线程共享代码段(代码和常量),数据段(全局变量和静态变量),扩展段(堆存储)。但是每个线程拥有自己的栈段,栈段又叫运行时段,用来存放所有局部变量和临时变量。) 3.进程是资源分配的最小单位,线程是CPU调度的最小单位; 4.系统开销:由于在创建或撤消进程时,系统都要为之分配或回收资源,如内存空间、I/o设备等。因此,操作系统所付出的开销将显著地大于在创建或撤消线程时的开销。类似地,在进行进程切换时,涉及到整个当前进程CPU环境的保存以及新被调度运行的进程的CPU环境的设置。而线程切换只须保存和设置少量寄存器的内容,并不涉及存储器管理方面的操作。可见,进程切换的开销也远大于线程切换的开销。 5.通信:由于同一进程中的多个线程具有相同的地址空间,致使它们之间的同步和通信的实现,也变得比较容易。进程间通信IPC,线程间可以直接读写进程数据段(如全局变量)来进行通信——需要进程同步和互斥手段的辅助,以保证数据的一致性。在有的系统中,线程的切换、同步和通信都无须操作系统内核的干预 6.进程编程调试简单可靠性高,但是创建销毁开销大;线程正相反,开销小,切换速度快,但是编程调试相对复杂。 7.进程间不会相互影响 ;线程一个线程挂掉将导致整个进程挂掉 8.进程适应于多核、多机分布;线程适用于多核 。 进程间通信的方式: 进程间通信主要包括管道、系统IPC(包括消息队列、信号量、信号、共享内存等)、以及套接字so
因业务需要,过去一年从熟悉的Android开发开始涉及嵌入式Linux开发,编程语言也从Java/Kotlin变成难上手的C++,这里面其实有很多差异点,特此整理本文来详细对比这两者开发的异同,便于对嵌入式Linux开发感兴趣的同学一些参考。
管道可用于具有亲缘关系进程间的通信,有名管道除了具有管道所具有的功能外,它还允许无亲缘关系进程间的通信。
Semaphore概述 信号量:它是不同进程或者一个给定进程内部不同线程间同步的机制 二值信号量:值为0或者1,与互斥锁类似,资源可用时,值为1,不可用时,值为0 计数信号灯:值在0到n之间。用来统计资源,其值代表可用资源数 等待操作:等待信号灯的值变为大于0,然后将其减1;而释放操作则相反,用来唤醒等待资源的进程或者线程 System V 信号灯(进程同步):是一个或者多个信号灯的一个集合。其中的每一个都是单独的计数信号灯。而Posix信号灯(线程同步)指的是单个计数信号灯 System V 信号灯由内核
UNIX/Linux 是多任务的操作系统,通过多个进程分别处理不同事务来实现,如果多个进程要进行协同工作或者争用同一个资源时,互相之间的通讯就很有必要了
Linux操作系统概述 Q1.什么是GNU?Linux与GNU有什么关系? A: 1)GNU是GNU is Not Unix的递归缩写,是自由软件基金会(Free Software Foundation,FSF)的一个项目,该项目已经开发了许多高质量的编程工具,包括emacs编辑器、著名的GNU C和C++编译器(gcc和g++); 2)Linux的开发使用了许多GNU工具,Linux系统上用于实现POSIX.2标准的工具几乎都是由GNU项目开发的;Linux内核、GNU工具以及其它一些自由软件组成
综述 在上一篇介绍了linux驱动的调试方法,这一篇介绍一下在驱动编程中会遇到的并发和竟态以及如何处理并发和竞争。 首先什么是并发与竟态呢?并发(concurrency)指的是多个执行单元同时、并行被执行。而并发的执行单元对共享资源(硬件资源和软件上的全局、静态变量)的访问则容易导致竞态(race conditions)。可能导致并发和竟态的情况有: SMP(Symmetric Multi-Processing),对称多处理结构。SMP是一种紧耦合、共享存储的系统模型,它的特点是多个CPU使用共同的系统总线
网上看了很多的嵌入式学习路线,有的比较片面,有的为了博人眼球东拼西凑,几乎把整个行业用得着用不着的技术都写上去了,没有侧重点,简直是劝退指南,还有的纯粹是打广告卖板子招生。
进程间通信有如下的目的:1、数据传输,一个进程需要将它的数据发送给另一个进程,发送的数据量在一个字节到几M之间;2、共享数据,多个进程想要操作共享数据,一个进程对数据的修改,其他进程应该立刻看到;3、通知事件,一个进程需要向另一个或一组进程发送消息,通知它们发生了某件事情;4、资源共享,多个进程之间共享同样的资源。为了做到这一点,需要内核提供锁和同步机制;5、进程控制,有些进程希望完全控制另一个进程的执行(如Debug进程),此时控制进程希望能够拦截另一个进程的所有陷入和异常,并能够及时知道它的状态改变。
并发 是指在某一时间段内能够处理多个任务的能力,而 并行 是指同一时间能够处理多个任务的能力。并发和并行看起来很像,但实际上是有区别的,如下图(图片来源于网络):
在去年结束的秋季招聘中,后台开发或服务器开发的岗位需求一度火热,甚至超过了算法岗。不少同学从诸神黄昏的算法岗战场上退下,转向更偏向工程能力的后台开发岗,从而造成后台开发岗位竞争的大爆发。
实际上就是解释ucore的哲学家就餐怎么实现的,内核级别的信号量怎么实现的,之后给出自己关于用户级别的信号量的设计方案,比较两者异同。
信号量,或称信号灯,其原理是一种数据操作锁的概念,本身不具备数据交换的功能,它负责协调各个进程,保证保证两个或多个关键代码段不被并发调用,确保公共资源的合理使用。信号量分为单值和多值两种。
每个进程的用户地址空间都是独立的,一般而言是不能互相访问的,但内核空间是每个进程都共享的, 所以进程之间要通信必须通过内核。
一、课程介绍 UNIX/Linux环境C语言,借助学习操作系统的接口的方法来学习、理解操作系统的 运行机制以及一些网络协议 C/C++、数据结构和算法 与平台无关,重点是算法逻辑 Uinx/Linux/Android/IOS 平台相关,系统接口 嵌入式/驱动/移植 硬件相关,硬件接口
还真有,最近有 C++ 同学被百度从简历池捞起来面试了,目前经历了一二面,我把比较通用的面试问题抽离出来跟大家分享一波。
Linux里的信号量是一种睡眠锁,调用者试图获得一个已被占用的信号量时,信号量会将其推入一个等待队列,让其睡眠。当该信号量被释放后,等待队列中的任务会被唤醒,获得该信号量。
想必各位读者在看了昨天的文章分享之后,大概对线程有了一个比较清楚的认识了,但是昨天讲的东西过于纯理论化,所以在昨天的基础上,今天我们就来进行实战演练,做到活学活用,废话不多说,直接开干吧。
1、Tcp 四大定时器,client 和 server 如果一方掉线会怎么样,掉线重连会怎么样,进程挂
在上一篇文章中,我们探讨了进程间通信的三种常见机制:管道、消息队列和共享内存。我们了解到,这些机制各有其特点和适用场景,可以根据实际需求选择合适的机制进行进程间通信。然而,进程间通信并不仅限于这三种方式。
我也经常被咨询Linux C++后台开发的学习路线。然而当谈到Linux C++后台开发时,无论Linux还是C++都是一个很大的话题,聪明的程序员需要学会做减法
本文主要分享一个Cache一致性踩内存问题的定位过程,涉及到的知识点包括:backtrace、内存分析、efence、wrap系统函数、硬件watchpoint、DMA、Cache一致性等。
在进程通信应用中会用到共享内存,这就涉及到了IPC,与IPC相关的命令包括:ipcs、ipcrm(释放IPC)。IPCS命令是Linux下显示进程间通信设施状态的工具。我们知道,系统进行进程间通信(IPC)的时候,可用的方式包括信号量、共享内存、消息队列、管道、信号(signal)、套接字等形式[2]。使用IPCS可以查看共享内存、信号量、消息队列的状态。
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