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《linux多線程機(jī)制線程同步》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、linux多線程機(jī)制線程同步1．引言 目前,許多流行的多任務(wù)操作系統(tǒng)都提供線程機(jī)制,線程就是程序中的單個(gè)順序控制流。利用多線程進(jìn)行程序設(shè)計(jì),就是將一個(gè)程序(進(jìn)程)的任務(wù)劃分為執(zhí)行的多個(gè)部分(線程),每一個(gè)線程為一個(gè)順序的單控制流,而所有線程都是并發(fā)執(zhí)行的,這樣,多線程程序就可以實(shí)現(xiàn)并行計(jì)算,高效利用多處理器。線程可分為用戶級(jí)線程和內(nèi)核級(jí)線程兩種基本類型。用戶級(jí)線程不需要內(nèi)核支持,可以在用戶程序中實(shí)現(xiàn),線程調(diào)度、同步與互斥都需要用戶程序自己完成。內(nèi)核級(jí)線程需要內(nèi)核參與,由內(nèi)核完成線程調(diào)度并提供相應(yīng)的系統(tǒng)調(diào)用,用戶程序可以通過這些接口函數(shù)對(duì)線程進(jìn)行一定的
2、控制和管理。Linux操作系統(tǒng)提供了LinuxThreads庫(kù)，它是符合POSIX1003.1c標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)核級(jí)多線程函數(shù)庫(kù)。在linuxthreads庫(kù)中提供了一些多線程編程的關(guān)鍵函數(shù)，在多線程編程時(shí)應(yīng)包括pthread.h文件?！ ?.LinuxThread中的關(guān)鍵庫(kù)函數(shù) 2.1線程的創(chuàng)建和終止 intpthread_create(pthread_t*pthread,constpthread_attr_t*attr,void*(*start_routine(*void)),void*arg);調(diào)用此函數(shù)可以創(chuàng)建一個(gè)新的線程，新線程創(chuàng)建后執(zhí)行star
3、t_routine指定的程序。其中參數(shù)attr是用戶希望創(chuàng)建線程的屬性，當(dāng)為NULL時(shí)表示以默認(rèn)的屬性創(chuàng)建線程。arg是向start_routine傳遞的參數(shù)。當(dāng)成功創(chuàng)建一個(gè)新的線程時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)為新線程分配一個(gè)線程ID號(hào)，并通過pthread返回給調(diào)用者?！ oidpthread_exit(void*value_ptr);調(diào)用該函數(shù)可以退出線程，參數(shù)value_ptr是一個(gè)指向返回狀態(tài)值的指針?！ ?.2線程控制函數(shù) pthread_self(void);為了區(qū)分線程，在線程創(chuàng)建時(shí)系統(tǒng)為其分配一個(gè)唯一的ID號(hào)，由pthread_create()返
4、回給調(diào)用者，也可以通過pthread_self()獲取自己的線程ID?！ ntpthread_join(pthread-tthread,void**status);這個(gè)函數(shù)的作用是等待一個(gè)線程的結(jié)束。調(diào)用pthread_join()的線程將被掛起直到線程ID為參數(shù)thread指定的線程終止。 intpthread_detach(pthread_tpthread);參數(shù)pthread代表的線程一旦終止，立即釋放調(diào)該線程占有的所有資源?！ ?.3線程間的互斥 互斥量和臨界區(qū)類似，只有擁有互斥量的線程才具有訪問資源的權(quán)限，由于互斥對(duì)象只有一個(gè)，這就決定
5、了任何情況下共享資源（代碼或變量）都不會(huì)被多個(gè)線程同時(shí)訪問。使用互斥不僅能夠在同一應(yīng)用程序的不同線程中實(shí)現(xiàn)資源的安全共享，而且可以在不同應(yīng)用程序的線程之間實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的安全共享。Linux中通過pthread_mutex_t來(lái)定義互斥體機(jī)制完成互斥操作。具體的操作函數(shù)如下 pthread_mutex_init(pthread_mutex_t*mutex,constpthread_mutexattr_t*attr);初使化一個(gè)互斥體變量mutex，參數(shù)attr表示按照attr屬性創(chuàng)建互斥體變量mutex，如果參數(shù)attr為NULL，則以默認(rèn)的方式創(chuàng)建?！?/p>
6、 pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t*mutex);給一個(gè)互斥體變量上鎖，如果mutex指定的互斥體已經(jīng)被鎖住，則調(diào)用線程將被阻塞直到擁有mutex的線程對(duì)mutex解鎖為止?！ thread_mutex_unlock(pthread_mutex_t*mutex);對(duì)參數(shù)mutex指定的互斥體變量解鎖?！ ?.4線程間的同步 同步就是線程等待某一個(gè)事件的發(fā)生，當(dāng)?shù)却氖录l(fā)生時(shí)，被等待的線程和事件一起繼續(xù)執(zhí)行。如果等待的事件未到達(dá)則掛起。在linux操作系統(tǒng)中是通過條件變量來(lái)實(shí)現(xiàn)同步的。 Pthread_cond
7、_init(pthread_cond_t*cond,constpthread_cond_t*attr);這個(gè)函數(shù)按參數(shù)attr指定的屬性初使化一個(gè)條件變量cond?！ thread_cond_wait(pthread_cond_t*cond,pthread_mutex_t*mutex);等待一個(gè)事件（條件變量）的發(fā)生，發(fā)出調(diào)用的線程自動(dòng)阻塞，直到相應(yīng)的條件變量被置1。等待狀態(tài)的線程不占用CPU時(shí)間?！ thread_cond_signal(pthread_cond_t*cond);解除一個(gè)等待參數(shù)cond指定的條件變量的線程的阻塞狀態(tài)。3．多線程編
8、程的應(yīng)用實(shí)例 在這里利用多線程技術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)者和消費(fèi)者問題，生產(chǎn)者線程向一緩沖區(qū)中寫數(shù)據(jù)，消費(fèi)
