1、進(jìn)程和線程的區(qū)別
進(jìn)程的目的就是擔(dān)當(dāng)分配系統(tǒng)資源(CPU時(shí)間、內(nèi)存等)的基本單位。線程是進(jìn)程的一個(gè)執(zhí)行流,是CPU調(diào)度和分派的基本單位,它是比進(jìn)程更小的能獨(dú)立運(yùn)行的基本單位。一個(gè)進(jìn)程由幾個(gè)線程組成,線程與同屬一個(gè)進(jìn)程的其他的線程共享進(jìn)程所擁有的全部資源。
地址空間:進(jìn)程有獨(dú)立的地址空間,包括文本區(qū)域(text region)、數(shù)據(jù)區(qū)域(data region)和堆棧(stack region);一個(gè)進(jìn)程崩潰后,在保護(hù)模式下不會(huì)對(duì)其它進(jìn)程產(chǎn)生影響;線程只是一個(gè)進(jìn)程中的不同執(zhí)行路徑,線程有自己的堆棧和局部變量(在運(yùn)行中必不可少的資源),但線程之間沒(méi)有單獨(dú)的地址空間,一個(gè)線程死掉就等于整個(gè)進(jìn)程死掉。同一進(jìn)程內(nèi)的線程共享進(jìn)程的地址空間。
通信:進(jìn)程間通信IPC,線程間可以直接讀寫進(jìn)程數(shù)據(jù)段(如全局變量)來(lái)進(jìn)行通信——需要進(jìn)程同步和互斥手段的輔助,以保證數(shù)據(jù)的一致性。
調(diào)度和切換:線程上下文切換比進(jìn)程上下文切換要快得多。
在多線程OS中,進(jìn)程不是一個(gè)可執(zhí)行的實(shí)體。
地址空間:進(jìn)程內(nèi)的一個(gè)執(zhí)行單元;進(jìn)程至少有一個(gè)線程;它們共享進(jìn)程的地址空間;而進(jìn)程有自己獨(dú)立的地址空間;
資源擁有:進(jìn)程是資源分配和擁有的單位,同一個(gè)進(jìn)程內(nèi)的線程共享進(jìn)程的資源
線程是處理器調(diào)度的基本單位,但進(jìn)程不是.
二者均可并發(fā)執(zhí)行.
2、使用線程原因
在Linux系統(tǒng)下,啟動(dòng)一個(gè)新的進(jìn)程必須分配給它獨(dú)立的地址空間,建立眾多的數(shù)據(jù)表來(lái)維護(hù)它的代碼段、堆棧段和數(shù)據(jù)段,這是一種"昂貴"的多任務(wù)工作方式。而運(yùn)行于一個(gè)進(jìn)程中的多個(gè)線程,它們彼此之間使用相同的地址空間,共享大部分?jǐn)?shù)據(jù),啟動(dòng)一個(gè)線程所花費(fèi)的空間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于啟動(dòng)一個(gè)進(jìn)程所花費(fèi)的空間,而且,線程間彼此切換所需的時(shí)間也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于進(jìn)程間切換所需要的時(shí)間。
線程間方便的通信機(jī)制。對(duì)不同進(jìn)程來(lái)說(shuō),它們具有獨(dú)立的數(shù)據(jù)空間,要進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞只能通過(guò)通信的方式進(jìn)行,這種方式不僅費(fèi)時(shí),而且很不方便。線程則不然,由于同一進(jìn)程下的線程之間共享數(shù)據(jù)空間,所以一個(gè)線程的數(shù)據(jù)可以直接為其它線程所用,這不僅快捷,而且方便。
3、線程操作的函數(shù)
#include
int pthread_create(pthread_t *tid, const pthread_attr_t *attr, void *(*func) (void *), void *arg);
int pthread_join (pthread_t tid, void ** status);
pthread_t pthread_self (void);
int pthread_detach (pthread_t tid);
void pthread_exit (void *status);
pthread_create:用于創(chuàng)建一個(gè)線程,成功返回0,否則返回Exxx(為正數(shù))。
pthread_t *tid:線程id的類型為pthread_t,通常為無(wú)符號(hào)整型,當(dāng)調(diào)用pthread_create成功時(shí),通過(guò)*tid指針?lè)祷亍?/p>
const pthread_attr_t *attr:指定創(chuàng)建線程的屬性,如線程優(yōu)先級(jí)、初始棧大小、是否為守護(hù)進(jìn)程等??梢允褂肗ULL來(lái)使用默認(rèn)值,通常情況下我們都是使用默認(rèn)值。
void *(*func) (void *):函數(shù)指針func,指定當(dāng)新的線程創(chuàng)建之后,將執(zhí)行的函數(shù)。
void *arg:線程將執(zhí)行的函數(shù)的參數(shù)。嵌入式系統(tǒng)學(xué)習(xí)意義氣嗚嗚吧久零就易,如果想傳遞多個(gè)參數(shù),請(qǐng)將它們封裝在一個(gè)結(jié)構(gòu)體中。
pthread_join:用于等待某個(gè)線程退出,成功返回0,否則返回Exxx(為正數(shù))。
pthread_t tid:指定要等待的線程ID
void ** status:如果不為NULL,那么線程的返回值存儲(chǔ)在status指向的空間中(這就是為什么status是二級(jí)指針的原因!這種才參數(shù)也稱為“值-結(jié)果”參數(shù))。
pthread_self:用于返回當(dāng)前線程的ID。
pthread_detach:用于是指定線程變?yōu)榉蛛x狀態(tài),就像進(jìn)程脫離終端而變?yōu)楹笈_(tái)進(jìn)程類似。成功返回0,否則返回Exxx(為正數(shù))。變?yōu)榉蛛x狀態(tài)的線程,如果線程退出,它的所有資源將全部釋放。而如果不是分離狀態(tài),線程必須保留它的線程ID,退出狀態(tài)直到其它線程對(duì)它調(diào)用了pthread_join。
pthread_exit用于終止線程,可以指定返回值,以便其他線程通過(guò)pthread_join函數(shù)獲取該線程的返回值。
void *status:指針線程終止的返回值。
4、線程間互斥
使用互斥鎖(互斥)可以使線程按順序執(zhí)行。通常,互斥鎖通過(guò)確保一次只有一個(gè)線程執(zhí)行代碼的臨界段來(lái)同步多個(gè)線程?;コ怄i還可以保護(hù)單線程代碼。
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t * mptr);
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t * mptr);
先聲明一個(gè)pthread_mutex_t類型的變量,用作下面兩個(gè)函數(shù)的參數(shù)。在對(duì)臨界資源進(jìn)行操作之前需要pthread_mutex_lock先加鎖,操作完之后pthread_mutex_unlock再解鎖。
5、線程間同步
條件變量:使用條件變量可以以原子方式阻塞線程,直到某個(gè)特定條件為真為止。條件變量始終與互斥鎖一起使用。對(duì)條件的測(cè)試是在互斥鎖(互斥)的保護(hù)下進(jìn)行的。
#include
int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *cptr, pthread_mutex_t *mptr);
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cptr);
//Both return: 0 if OK, positive Exxx value on error
pthread_cond_wait用于等待某個(gè)特定的條件為真,pthread_cond_signal用于通知阻塞的線程某個(gè)特定的條件為真了。在調(diào)用者兩個(gè)函數(shù)之前需要聲明一個(gè)pthread_cond_t類型的變量,用于這兩個(gè)函數(shù)的參數(shù)。
/*
是否熟悉POSIX多線程編程技術(shù)?如熟悉,編寫程序完成如下功能:
1)有一int型全局變量g_Flag初始值為0;
2)在主線稱中起動(dòng)線程1,打印“this is thread1”,并將g_Flag設(shè)置為1
3)在主線稱中啟動(dòng)線程2,打印“this is thread2”,并將g_Flag設(shè)置為2
4)線程序1需要在線程2退出后才能退出
5)主線程在檢測(cè)到g_Flag從1變?yōu)?,或者從2變?yōu)?的時(shí)候退出