Linux线程

2024-06-29 17:29| 来源: 网络整理| 查看: 265

一、线程同步之信号量1、信号量相关操作函数二、线程同步之互斥锁1、什么是互斥锁2、用互斥锁来实现上节代码三、线程同步之条件变量1、什么是条件变量2、相关函数

一、线程同步之信号量 1、信号量相关操作函数 #include //信号量初始化 int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value); sem_destroy(&sem) // 销毁信号量 sem_post(&sem), // 等待信号量 sem_wait(&sem), // 释放信号量 ———————————————————————————————————————— 参数： sem 信号量 pshared 0 -- 在线程之间共享信号量非0 在不同进程之间共享信号量 value -- 信号量的初始值

代码案例

#include #include #include #include #include char buf[200] = {0}; sem_t sem; unsigned int flag = 0; // 子线程程序，作用是统计buf中的字符个数并打印 void *func(void *arg) { // 子线程首先应该有个循环 // 循环中阻塞在等待主线程激活的时候，子线程被激活后就去获取buf中的字符 // 长度，然后打印；完成后再次被阻塞 sem_wait(&sem); while (flag == 0) { printf("本次输入了%d个字符\n", strlen(buf)); memset(buf, 0, sizeof(buf)); sem_wait(&sem); } pthread_exit(NULL); } int main(void) { int ret = -1; pthread_t th = -1; sem_init(&sem, 0, 0); ret = pthread_create(&th, NULL, func, NULL); if (ret != 0) { printf("pthread_create error.\n"); exit(-1); } printf("输入一个字符串，以回车结束\n"); while (scanf("%s", buf)) { // 去比较用户输入的是不是end，如果是则退出，如果不是则继续 if (!strncmp(buf, "end", 3)) { printf("程序结束\n"); flag = 1; sem_post(&sem); break; } // 主线程在收到用户收入的字符串，并且确认不是end后 // 就去发信号激活子线程来计数。 // 子线程被阻塞，主线程可以激活，这就是线程的同步问题。 // 信号量就可以用来实现这个线程同步 sem_post(&sem); } // 回收子线程 printf("等待回收子线程\n"); ret = pthread_join(th, NULL); if (ret != 0) { printf("pthread_join error.\n"); exit(-1); } printf("子线程回收成功\n"); sem_destroy(&sem); return 0; } 二、线程同步之互斥锁 1、什么是互斥锁

(1)互斥锁又叫互斥量（mutex）

(2)相关函数： pthread_mutex_init || pthread_mutex_destroy pthread_mutex_lock || pthread_mutex_unlock

(3)互斥锁和信号量的关系：可以认为互斥锁是一种特殊的信号量

2、用互斥锁来实现上节代码 #include #include #include #include char buf[200] = {0}; pthread_mutex_t mutex; unsigned int flag = 0; // 子线程程序，作用是统计buf中的字符个数并打印 void *func(void *arg) { sleep(1);//防止子线程先拿到锁 while (flag == 0) { pthread_mutex_lock(&mutex); printf("本次输入了%d个字符\n", strlen(buf)); memset(buf, 0, sizeof(buf)); pthread_mutex_unlock(&mutex); sleep(1);//防止释放锁之后再次被该线程拿到锁 } pthread_exit(NULL); } int main(void) { int ret = -1; pthread_t th = -1; pthread_mutex_init(&mutex, NULL); ret = pthread_create(&th, NULL, func, NULL); if (ret != 0) { printf("pthread_create error.\n"); exit(-1); } printf("输入一个字符串，以回车结束\n"); while (1) { pthread_mutex_lock(&mutex); scanf("%s", buf); pthread_mutex_unlock(&mutex); // 去比较用户输入的是不是end，如果是则退出，如果不是则继续 if (!strncmp(buf, "end", 3)) { printf("程序结束\n"); flag = 1; break; } sleep(1);//防止主线程释放锁之后又拿到锁 } // 回收子线程 printf("等待回收子线程\n"); ret = pthread_join(th, NULL); if (ret != 0) { printf("pthread_join error.\n"); exit(-1); } printf("子线程回收成功\n"); pthread_mutex_destroy(&mutex); return 0; }

注意 man 3 pthread_mutex_init 时提示找不到函数，说明你没有安装pthread相关的man手册。安装方法：1、虚拟机上网；2、sudo apt-get install manpages-posix-dev

上面的例程试图用锁来实现两个线程之间的同步问题，但是锁的作用不在于用于同步，所以主线程和子线程用了两个sleep函数来让出时间片给彼此去获取锁，但是这样会降低程序的整体运行效率，所以，互斥锁的用处在于保护一段代码被有效执行，而不是实现线程间的同步。

三、线程同步之条件变量 1、什么是条件变量

与互斥锁不同，条件变量是用来等待而不是用来上锁的。条件变量用来自动阻塞一个线程，直到某特殊情况发生为止。通常条件变量和互斥锁同时使用。

2、相关函数 #include //销毁条件变量 int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond); //初始化条件变量 int pthread_cond_init(pthread_cond_t *restrict cond, const pthread_condattr_t *restrict attr); //阻塞在条件变量上 int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *cv, pthread_mutex_t *mutex); //解除在条件变量上的阻塞 int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cv); //释放阻塞的所有线程 int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cv); //阻塞直到指定时间 int pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *cv, pthread_mutex_t *mp, const structtimespec * abstime);

代码例程

#include #include #include #include char buf[200] = {0}; pthread_mutex_t mutex; pthread_cond_t cond; unsigned int flag = 0; // 子线程程序，作用是统计buf中的字符个数并打印 void *func(void *arg) { while (flag == 0) { pthread_mutex_lock(&mutex); //加锁和解锁是必须得加上得。 pthread_cond_wait(&cond, &mutex); printf("本次输入了%d个字符\n", strlen(buf)); memset(buf, 0, sizeof(buf)); pthread_mutex_unlock(&mutex); } pthread_exit(NULL); } int main(void) { int ret = -1; pthread_t th = -1; pthread_mutex_init(&mutex, NULL); pthread_cond_init(&cond, NULL); ret = pthread_create(&th, NULL, func, NULL); if (ret != 0) { printf("pthread_create error.\n"); exit(-1); } printf("输入一个字符串，以回车结束\n"); while (1) { //pthread_mutex_lock(&mutex); scanf("%s", buf); pthread_cond_signal(&cond); //pthread_mutex_unlock(&mutex); if (!strncmp(buf, "end", 3)) { printf("程序结束\n"); flag = 1; break; } } // 回收子线程 printf("等待回收子线程\n"); ret = pthread_join(th, NULL); if (ret != 0) { printf("pthread_join error.\n"); exit(-1); } printf("子线程回收成功\n"); pthread_mutex_destroy(&mutex); pthread_cond_destroy(&cond); return 0; }

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