大家好,我是练习编程时长两年半的个人练习生昆工第一ikun,我们昨天说了进程,但是在进行进程切换时,需要不断刷新cache缓存,比较消耗资源为了减少cache刷新时的资源消耗,所以我们今天分享轻量级进程 -- 线程。
目录
1、线程特点:
2、线程相关接口函数
(1)创建线程
(2)结束线程
(3)等待线程
3、线程间通信
(1)同步
①信号量的初始化 -- sem_init ()
②P操作(申请资源) -- sem_wait()
③V操作(释放资源) -- sem_post()
(2)互斥
①互斥锁的初始化 -- pthread_mutex_init()
②申请锁 -- pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex)
③释放锁 -- pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex)
1、线程特点:
同一个进程创建的多个线程,共用同一个进程的地址空间,进程创建线程后,我们把原本进程也称为线程,称为主线程。线程称为CPU最小任务调度单位
2、线程相关接口函数
pthread_create -- 创建线程
pthread_exit -- 结束线程
pthread_join -- 等待线程
(1)创建线程
#include
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,
void *(*start_routine) (void *), void *arg);
参数:
thread:线程对象,一个线程对应一个线程对象
attr:线程属性,填NULL表示使用默认属性
start_routine:线程处理函数
arg:给线程处理函数start_routine传参,如果线程处理函数没有参数,则填NULL;
成功返回0,失败返回错误编号
在编译跟线程操作相关的程序时,需要链接线程库 线程库的库名 -- pthread
(2)结束线程
#include
void pthread_exit(void *retval);
参数:
retval:线程结束信息,由pthread_join等待接收,如果不想返回信息,则填NULL
#include void pthread_exit(void *retval); 参数: retval:线程结束信息,由pthread_join等待接收,如果不想返回信息,则填NULL
(3)等待线程
#include
int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);
等待线程一般在主线程中调用
3、线程间通信
线程间的通信只需要利用全局变量就可以实现。在一个线程使用全局变量时,有可能其他线程也在访问该数据,那么某一线程使用的数据就可能遭到破坏,通过线程的同步和互斥,能够达到数据保护的效果
(1)同步
同步:多个线程之间按照事先约定好的顺序有先后地完成某个事件
信号量:是系统中一种资源, 本质是一个非负整数,信号量的值等于资源的个数
操作信号量只能由通过特定函数接口才能访问:
①信号量的初始化 -- sem_init ()
#include
int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);
参数:
sem:信号量对象
pshared:填0表示用于线程间同步
value:信号量的初始值
返回值:成功返回0,失败返回-1
②P操作(申请资源) -- sem_wait()
#include
int sem_wait(sem_t *sem);
#include int sem_wait(sem_t *sem);
if(是否有资源)
{
执行后续代码;
信号量-1;
}
else
{
阻塞等待,直到有资源唤醒为止;
}
③V操作(释放资源) -- sem_post()
#include
int sem_post(sem_t *sem);
信号量+1;
if(有等待资源的程序)
{
将其唤醒;
}
实例:创建两个线程,一个线程从键盘获取数据,另一个线程打印输出
#include#include #include #include #include void *func(void *); void *func1(void *); char str[64]; sem_t sem, sem1; int main(int argc, char *argv[]) { sem_init(&sem, 0, 0); sem_init(&sem1, 0, 1); pthread_t thread1, thread2; int ret1 = pthread_create(&thread1, NULL, func, NULL); if(ret1 < 0) { perror("pthread_create"); exit(-1); } int ret2 = pthread_create(&thread2, NULL, func1, NULL); if(ret2 < 0) { perror("pthread_create"); exit(-1); } pthread_join(thread1, NULL); pthread_join(thread2, NULL); return 0; } void *func(void *arg) { while(1) { sem_wait(&sem1); printf("请输入数据:n"); fgets(str, 64, stdin); sem_post(&sem); } } void *func1(void *arg) { while(1) { sem_wait(&sem); printf("%s", str); sem_post(&sem1); } }
(2)互斥
当一个线程使用公共数据时,其他线程都不能访问该公共数据
临界资源:多个线程能够共同访问的数据
临界区:涉及到临界资源的代码模块
互斥是使用互斥锁保护临界区
互斥锁的相关操作接口函数:
①互斥锁的初始化 -- pthread_mutex_init()
int pthread_mutex_init( pthread_mutex_t *mutex, pthread_mutexattr_t *attr);
参数:
mutex:互斥锁对象
attr:互斥锁使用,填NULL使用缺省属性
返回值:
成功返回0,失败返回-1
②申请锁 -- pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex)
参数:
mutex:互斥锁对象
③释放锁 -- pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex)
参数:
mutex:互斥锁对象
实例:
#include#include #include #include int a = 0; int b = 0; int count = 0; void *func(); pthread_mutex_t mutex; int main(int argc, char *argv[]) { pthread_mutex_init(&mutex, NULL); pthread_t thread; int ret = pthread_create(&thread, NULL, func, NULL); if(ret < 0) { perror("create"); exit(-1); } while(1) { pthread_mutex_lock(&mutex); a = count; b = count; count++; pthread_mutex_unlock(&mutex); } return 0; } void *func() { while(1) { pthread_mutex_lock(&mutex); if(a != b) { printf("a = %d b = %dn", a, b); } pthread_mutex_unlock(&mutex); } }