线程与信号,线程与锁 布满荆棘的人生 2022-08-03 00:11 150阅读 0赞 #include<stdio.h> #include<apue.h> #include<pthread.h> pthread_mutex_t number_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; int globvar = 0 ; void *write_p(void *arg){ while(1){ pthread_mutex_lock(&number_mutex); globvar++; printf("the write is %ld\n",globvar); pthread_mutex_unlock(&number_mutex); sleep(2); } } void *read_p(void *arg){ int temp; while(1){ printf("the read is %ld\n",pthread_self()); pthread_mutex_lock(&number_mutex); printf("read = %d\n",globvar); sleep(10); pthread_mutex_unlock(&number_mutex); } } int main(){ pthread_t thid1,thid2; int err; err = pthread_create(&thid1,NULL,read_p,NULL); if(err != 0){ printf("the pthread is error\n"); } sleep(1); printf("the mid \n"); err = pthread_create(&thid2,NULL,write_p,NULL); printf("err is %d\n",err); if(err != 0){ printf("the pthread is error\n"); } while(1){ sleep(1); } #include<stdio.h> #include<apue.h> #include<pthread.h> pthread_mutex_t mutex; pthread_cond_t cond ; void *thread1(void *arg){ pthread_cleanup_push(pthread_mutex_unlock,&mutex); while(1){ printf("thread1 is runing\n"); pthread_mutex_lock(&mutex); pthread_cond_wait(&cond,&mutex); printf("thread applied the condiation\n"); pthread_mutex_unlock(&mutex); sleep(4); } pthread_cleanup_pop(0); } void *thread2(void *arg) { while(1){ printf("thread2 is runing\n"); pthread_mutex_lock(&mutex); pthread_cond_wait(&cond,&mutex); printf("thread2 application is condiation\n"); pthread_mutex_unlock(&mutex); sleep(1); } } int main(void){ pthread_t tid1,tid2; printf("condiation variable!\n"); pthread_mutex_init(&mutex,NULL); pthread_cond_init(&cond,NULL); pthread_create(&tid1,NULL,thread1,NULL); pthread_create(&tid2,NULL,thread2,NULL); do{ pthread_cond_signal(&cond); }while(1); sleep(50); pthread_exit(0); } #include<stdio.h> #include<apue.h> #include<pthread.h> int quitflag ; //退出标志 sigset_t mask; //声明一个信号集 pthread_mutex_t lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; //初始化一个互斥锁 pthread_cond_t waitloc = PTHREAD_COND_INITIALIZER; //初始化一个条件变量 void * thr_fn(void *arg) //处理信号的线程 { int err; int signo; while(1){ err = sigwait(&mask,&signo); //解除信号屏蔽字 if(err != 0){ printf("errpr\n"); } switch(signo){ //处理不同的信号 case SIGINT: //处理SIGINT 信号 printf("interrupt\n"); break ; case SIGQUIT: //处理SIGQUIT 信号 pthread_mutex_lock(&lock); //上锁 quitflag = 1; //如果不改变这个标志值,不会调出循环 pthread_mutex_unlock(&lock); //解锁 pthread_cond_signal(&waitloc); //等待条件变量引起唤醒此时阻塞 printf("case \n"); return 0; default : printf("unexpected signal %d\n",signo); exit(0); } } } int main() { int err; //标准错误码 sigset_t oldmask; //声明原先信号集 pthread_t tid ; //声明一个线程号 sigemptyset(&mask); //清空信号集 sigaddset(&mask,SIGINT); //添加SIGINT 进信号集 sigaddset(&mask,SIGQUIT); //添加SIGQUIT 进信号集 if((err = pthread_sigmask(SIG_BLOCK,&mask,&oldmask)) != 0) //添加线程信号集主线程开始阻塞这两个信号 printf("printf SIG_BLOCK is error\n"); err = pthread_create(&tid,NULL,thr_fn,0); //创建信号处理线程,新的线程继承了原来的信号屏蔽字 if(err != 0){ printf("create is error\n"); } pthread_mutex_lock(&lock); //加锁 while(quitflag == 0){ printf("ust \n"); pthread_cond_wait(&waitloc,&lock); } pthread_mutex_unlock(&lock); printf("like may be\n"); quitflag = 0; printf("change the quitflag\n"); if(sigprocmask(SIG_SETMASK,&oldmask,NULL) < 0) //建议完成工作后将线程屏蔽字还原 printf("SIG_MASK error"); exit(0); } 线程内互斥快的原因: 线程的所有资源都在线程空间内,寻址只在本线程内部 进程的消息队列和共享内存会被线程采用==>共享内存最大优点:独立于所有进程 当程序出错时,共享内存会中的数据会保存在内存中,重启后会恢复运行状态。 消息队列:独立进程和线程,消息必然会被接收并且会被处理(除非是流水线 作业式)自己可以返回。接收到消息的线程和进程挨个执行受到消息的处理程序 多任务优势:同时运行内核处理——单核分时处理 线程的生命不独立 进程比线程慢的原因: 1)进程空间独立,需要内核作为中转 2)线程在同一进程空间内,寻址内存连续,所有资源在同一进程区间 CUP内核使用率超过100%的原因: 多核处理,每个CPU的使用率相加则使用率超过100% 线程同步:互斥 互斥量的种类: 互斥量 = 线程锁 = mutex 线程锁,读写锁,自旋锁,条件变量 <==> 线程同步的方式 @线程锁子类:1)普通锁 2)默认锁 3)高速锁 4)错误校验锁 5)回环锁 锁用来异步 int pthread\_mutex\_lock(pthread\_mutex\_t \*mutex); int pthread\_mutex\_trylock(pthread\_mutex\_t \*mutex); int pthread\_mutex\_unlock(pthread\_mutex\_t \*mutex); 若已经阻塞的条件下调用pthread\_mutex\_trylock,则会失败,不能锁住互斥量 返回EBUSY,调用该函数防止死锁。 @线程锁堆的初始化 有锁就有线程,锁是为线程准备的。 若不初始化,则锁为上锁状态,无法使用。 int pthread\_mutex\_destroy(pthread\_mutex\_t \*mutex); int pthread\_mutex\_init(pthread\_mutex\_t \*restrict mutex, const pthread\_mutexattr\_t \*restrict attr); pthread\_mutex\_t mutex = PTHREAD\_MUTEX\_INITIALIZER; 初始化的两种方式: 1)动态:int pthread\_mutex\_init 2)静态:pthread\_mutex\_t mutex = PTHREAD\_MUTEX\_INITIALIZER; 若初始化为默认属性,则attr置值为NULL; 若对静态分配互斥量,则把它置为常量PTHREAD\_MUTEX\_INITIALIZER @线程锁的使用:先加锁,再使用,再解锁。 @曾经拥有锁的人解锁后不sleep的情况下再次拥有锁的机会更大;若解锁后睡眠, 则再次抢到锁的机会就均匀了。 有sleep时,延长了持锁人持锁的时间,本质上是别的线程有了等待的时机, 导致持锁人解锁之后再次持锁的时间变短了。 @10秒内检测是否死锁: gdb中bt参数查看栈帧,查看方法: 1)查看进程号 a) gdb attach id(进程号) b) gdb -pid=id(进程号) 2)bt查看栈帧 3)查看进程栈帧局部变量的值 info threads 4)切换进程 thread Id(进程号) 5)查看栈空间 bt full 6)退出进程调试 detach 7)退出gdb q @一般说的线程锁是指默认锁,只能加锁一次;回环锁为特殊的线程锁, 可以多次加锁,一般用不到。 @自旋锁的属性 自旋锁:如果自旋锁已经被别的执行单元保持,调用者就一直循环查看是否该 自旋锁的保持已经释放了锁,“自旋”就是循环查看的意思。 @回环锁可以多次加锁,每加一次计数器加一,减锁使用时,每减一次计数器减一 @1)尽量避免多锁穿插使用 2)减少锁的分支 3)线程锁必须在所有函数使用之前声明,相当于全局变量 4)全局变量实现互斥,不能取代锁。全局变量不是原子的尽量不要用全局变量 替代锁 @尽可能缩短临界区的长度,避免第二次加锁导致程序被挂起(死锁) 而不能异步互斥串行 @加锁的目的就是实现异步互斥串行 @不用锁的方法:将资源扩展,使互斥的对象变多。如:10个线程对应10个资源。 信号量、消息队列和共享内存的区别: @信号量、消息队列是调用系统调用完成, @共享内存只是在申请时调用系统调用,之后都在自己的进程区间内 通过指针进行操作,效率比较高。
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