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linux的线程与多线程

原创 Linux操作系统 作者:kbfrmcob 时间:2020-11-30 14:54:16 0 删除 编辑

  了解到linux下的进程后,就会想知道linux下的线程到底是如何实现的,进程是针对资源调度的,linux下是资源调度的基本单位,既然已经有了进程,多进程的概念,那么为什么会有线程要被使用与诞生呢?

  1.线程概念;

  线程就是进程中的一条执行流,是CPU调度的基本单位,在liunx下是一个轻量级进程

  Linux下的线程是通过pcb实现的,pcb是程序运行的动态描述,通过这个描述,系统实现程序运行的调度,

  一个进程可以有多个线程,用于执行不同的任务事件,这些线程会共享进程的大部分资源,相较于传统的pcb更加的轻量化(ps:如果对轻量话有疑问的话,后续会详细描述),因此也被称为轻量级进程

  对于linux来说,我们有必要知道,在linux的本质上,是没有专门设置线程这样的概念的,我们所认为的线程,在一定程度上还是属于进程的范围,但是它更小,实现虽然都是pcb,但是创建pcb得时候二者有很明显差别;主要体现在内存与虚拟内存的区别

  要注意我们使用linux下的进程的时候,我们用的不是系统调用,而是前辈大佬们封装的库函数!

  2.线程的独有与共享;

  线程独有;线程栈,寄存器,优先级,信号屏蔽字,标识符,erron;

  共享:虚拟地址空间,信号处理方式,文件描述表,工作路径

  3.多线程与多进程进行多任务处理的优缺点分析;

  优点:

  (1).线程间通信更加灵活,处理进程可以有的通信方式,因为共享虚拟内存的原因,也可以直接通信。

  (2)线程的创建于销毁的成本更低;(较之进程来说,轻量话的概念,创建时只需创建一个struct(文件描述符pcb),指向虚拟内存空间)

  (3)同一进程中的线程间切换更加方便(资源共享)

  缺点

  (1)健壮性低,线程崩掉会导致进程崩掉,而进程崩掉不会倒是程序崩掉,而且维护线程的意义并不大

  (2)线程调用时,有些系统调用会对进程产生效果;

  总的来说,多执行流进行多任务处理会有效提高处理效率,对于cpu密集型程序来说,对cpu利用更加充分;对于io密集型程序来说,可以同时发起io操作减少io阻塞时间,提高效率

  4.线程控制;

  线程控制可以细分为:创建终止等待分离

  线程控制的接口,操作系统没有直接提供,线程的接口是大佬封装的库函数。

  创建:

  `int pthread_create(pthread_t tid,pthread_attr_t attr)`;

  void(thread_routine)(void arg),void*arg;;

  每一个线程,在内核中都对应了一个pcb轻量级进程;

  pcb->pid--轻量级进程ID-LWP;

  pcb->tgid-线程组ID,默认等于主线程ID;

  我们需特别注意,tid是一个地址,指向线程用户态描述栈等资源;

  线程终止:退出线程的方式-如何退出线程

  1.线程入口函数执行return,(对于主控线程来说,return会退出整个进程),线程入口函数执行完毕,线程就会退出

  2.使用库函数:

  void pthread_exit(void retval)

  retval:作为线程的退出返回值

  此库函数可以在任何地方,只有有线程调用了,就会退出

  3.使用库函数int pthread_cancel(pthread_t tid);

  tid:一个指定的线程ID;返回值是PTHREAD_CANCELED

  取消一个线程,传入tid退出此线程;只有当所有的线程退出完毕后,进程才会退出

  主线程退出也并不会导致进程退出(进程退出就意味着资源的释放)

  线程的等待:

  线程在默认情况下,退出后资源也不会被回收,需要等待其他线程被释放,获取退出线程的返回值,释放资源

  int pthread_jion(pthread_t tid,void**retval)阻塞接口

  当然,也不是说,线程是非要被等待的

  在线程的属性中,有一个分离属性,默认值是-joinable,处于这个状态的线程,退出后不会自动释放资源,需要被等待,

  这也就给我们启示,在实际使用中,我们需要自行设置所创建的线程属性

  线程的分离:

  设置线程的分离属性为detach属性,处于detach属性的线程退出后自动释放资源,不需要等待

  注意:只有当程序猿不关心线程的返回值,并且也不想等待线程退出,才会分离线程

  线程的安全:多个线程对临界资源的访问操作是安全的

  线程安全的实现:同步与互斥

  同步:使多个线程按照某种规则时序,实现对临界资源访问的合理性

  互斥:同一时间是有一个线程能够访问临界资源,实现访问安全

  互斥的实现:互斥锁

  同步的是实现:信号量条件变量


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