linux线程被阻塞后会

当Linux线程被阻塞后，会发生以下情况：

一、基础概念

1. 阻塞状态
   • 线程在等待某个事件发生（如等待I/O操作完成、等待获取锁等）时会进入阻塞状态。在这个状态下，线程不能被调度执行，直到阻塞条件解除。

二、相关优势（从系统资源利用角度）

1. 避免忙等待
   • 如果线程不被阻塞而是不断循环检查条件是否满足（忙等待），会浪费大量的CPU资源。阻塞使线程让出CPU，让其他线程有机会运行，提高了整个系统的资源利用率。

三、类型

1. I/O阻塞
   • 当线程发起一个I/O操作（如读取磁盘文件、网络通信中的数据接收等），如果数据没有立即可用，线程就会被阻塞。例如，在从网络套接字读取数据时，如果没有数据到达，线程就会等待数据到来而阻塞。

• 锁阻塞
  • 当多个线程竞争同一把锁时，未获取到锁的线程会被阻塞。比如在多线程访问共享资源时，使用互斥锁保护资源，没有获取到锁的线程就只能等待锁被释放。

四、应用场景

1. 生产者 - 消费者模型
   • 生产者线程生产数据并放入缓冲区，消费者线程从缓冲区取数据。当缓冲区为空时，消费者线程可能会被阻塞等待生产者生产数据；当缓冲区满时，生产者线程可能会被阻塞等待消费者消费数据。

五、可能出现的问题及原因

1. 死锁
   • 原因：多个线程互相等待对方释放资源，形成循环等待。例如，线程A持有锁1并等待锁2，而线程B持有锁2并等待锁1。
   • 解决方法：
     • 可以通过资源分配图来检测死锁并避免不合理的资源分配顺序。
     • 使用超时机制，在获取锁一段时间后如果还未获取到就放弃并重试。

• 饥饿
  • 原因：某些线程由于优先级低或者资源分配不合理等原因，长时间无法获得执行机会。例如，在一个系统中总是优先调度高优先级线程，低优先级线程可能永远无法执行。
  • 解决方法：
    • 调整线程优先级策略，采用公平锁等机制确保每个线程都有机会获得资源。

六、解决线程阻塞相关问题的一般思路

1. 优化I/O操作
   • 对于I/O阻塞，可以采用异步I/O或者非阻塞I/O的方式。例如，在Linux下可以使用epoll（用于处理大量文件描述符的高效I/O事件通知机制）来实现非阻塞的网络I/O操作。
   • 示例代码（使用select实现简单的非阻塞I/O检查，这里以读取标准输入为例）：

#include <stdio.h>
#include <sys/select.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    fd_set readfds;
    struct timeval tv;
    int ret;

    tv.tv_sec = 5;
    tv.tv_usec = 0;

    while (1) {
        FD_ZERO(&readfds);
        FD_SET(STDIN_FILENO, &readfds);

        ret = select(STDIN_FILENO + 1, &readfds, NULL, NULL, &tv);
        if (ret == -1) {
            perror("select");
            break;
        } else if (ret) {
            char buf[100];
            fgets(buf, sizeof(buf), stdin);
            printf("Read from stdin: %s", buf);
        } else {
            printf("No data in 5 seconds
");
        }
    }

    return 0;
}

1. 合理管理锁
   • 尽量减少锁的粒度，避免长时间持有锁。
   • 使用读写锁，在读多写少的场景下提高并发性能。例如，在一个多线程访问的缓存系统中，如果读操作远远多于写操作，使用读写锁可以让多个读线程同时访问缓存而不会相互阻塞。