Linux C++多线程同步的四种方式

Linux C++多线程同步的四种方式,第1张

From : https://blog.csdn.net/qq_39382769/article/details/960753461.同一个线程内部,指令按照先后顺序执行;但不同线程之间的指令很难说清楚是哪一个先执行,在并发情况下,指令执行的先后顺序由内核决定。 如果运行的结果依赖于不同线程执行的先后的话,那么就会形成竞争条件,在这样的情况下,计算的结果很难预知,所以应该尽量避免竞争条件的形成。 2.最常见的解决竞争条件的方法是:将原先分离的两个指令构成一个不可分割的原子 *** 作,而其他任务不能插入到原子 *** 作中! 3.对多线程来说,同步指的是在一定时间内只允许某一个线程访问某个资源,而在此时间内,不允许其他线程访问该资源! 互斥锁 条件变量 读写锁 信号量 一种特殊的全局变量,拥有lock和unlock两种状态。 unlock的互斥锁可以由某个线程获得,一旦获得,这个互斥锁会锁上变成lock状态,此后只有该线程由权力打开该锁,其他线程想要获得互斥锁,必须得到互斥锁再次被打开之后。 1.互斥锁的初始化, 分为静态初始化和动态初始化. 2.互斥锁的相关属性及分类 (1) attr表示互斥锁的属性 (2) pshared表示互斥锁的共享属性,由两种取值: 1)PTHREAD_PROCESS_PRIVATE:锁只能用于一个进程内部的两个线程进行互斥(默认情况) 2)PTHREAD_PROCESS_SHARED:锁可用于两个不同进程中的线程进行互斥,使用时还需要在进程共享内存中分配互斥锁,然后为该互斥锁指定属性就可以了。 互斥锁存在缺点: (1)某个线程正在等待共享数据内某个条件出现。 (2)重复对数据对象加锁和解锁(轮询),但是这样轮询非常耗费时间和资源,而且效率非常低,所以互斥锁不太适合这种情况。 当线程在等待满足某些条件时,使线程进入睡眠状态;一旦条件满足,就换线因等待满足特定条件而睡眠的线程。 程序的效率无疑会大大提高。 1)创建 静态方式:pthread_cond_t cond PTHREAD_COND_INITIALIZER 动态方式:int pthread_cond_init(&cond,NULL) Linux thread 实现的条件变量不支持属性,所以NULL(cond_attr参数) 2)注销 int pthread_cond_destory(&cond) 只有没有线程在该条件变量上,该条件变量才能注销,否则返回EBUSY 因为Linux实现的条件变量没有分配什么资源,所以注销动作只包括检查是否有等待线程!(请参考条件变量的底层实现) 3)等待 条件等待:int pthread_cond_wait(&cond,&mutex) 计时等待:int pthread_cond_timewait(&cond,&mutex,time) 1.其中计时等待如果在给定时刻前条件没有被满足,则返回ETIMEOUT,结束等待 2.无论那种等待方式,都必须有一个互斥锁配合,以防止多个线程同时请求pthread_cond_wait形成竞争条件! 3.在调用pthread_cond_wait前必须由本线程加锁 4)激发 激发一个等待线程:pthread_cond_signal(&cond) 激发所有等待线程:pthread_cond_broadcast(&cond) 重要的是,pthread_cond_signal不会存在惊群效应,也就是是它最多给一个等待线程发信号,不会给所有线程发信号唤醒,然后要求他们自己去争抢资源! pthread_cond_broadcast() 唤醒所有正在pthread_cond_wait()的同一个条件变量的线程。注意:如果等待的多个现场不使用同一个锁,被唤醒的多个线程执行是并发的。pthread_cond_broadcast &pthread_cond_signal1.读写锁比互斥锁更加具有适用性和并行性 2.读写锁最适用于对数据结构的读 *** 作读 *** 作次数多余写 *** 作次数的场合! 3.锁处于读模式时可以线程共享,而锁处于写模式时只能独占,所以读写锁又叫做共享-独占锁。 4.读写锁有两种策略:强读同步和强写同步 强读同步: 总是给读者更高的优先权,只要写者没有进行写 *** 作,读者就可以获得访问权限 强写同步: 总是给写者更高的优先权,读者只能等到所有正在等待或者执行的写者完成后才能进行读 1)初始化的销毁读写锁 静态初始化:pthread_rwlock_t rwlock=PTHREAD_RWLOCK_INITIALIZER 动态初始化:int pthread_rwlock_init(rwlock,NULL),NULL代表读写锁采用默认属性 销毁读写锁:int pthread_rwlock_destory(rwlock) 在释放某个读写锁的资源之前,需要先通过pthread_rwlock_destory函数对读写锁进行清理。释放由pthread_rwlock_init函数分配的资源 如果你想要读写锁使用非默认属性,则attr不能为NULL,得给attr赋值 int pthread_rwlockattr_init(attr),给attr初始化 int pthread_rwlockattr_destory(attr),销毁attr 2)以写的方式获取锁,以读的方式获取锁,释放读写锁 int pthread_rwlock_rdlock(rwlock),以读的方式获取锁 int pthread_rwlock_wrlock(rwlock),以写的方式获取锁 int pthread_rwlock_unlock(rwlock),释放锁 上面两个获取锁的方式都是阻塞的函数,也就是说获取不到锁的话,调用线程不是立即返回,而是阻塞执行,在需要进行写 *** 作的时候,这种阻塞式获取锁的方式是非常不好的,你想一下,我需要进行写 *** 作,不但没有获取到锁,我还一直在这里等待,大大拖累效率 所以我们应该采用非阻塞的方式获取锁: int pthread_rwlock_tryrdlock(rwlock) int pthread_rwlock_trywrlock(rwlock) 互斥锁只允许一个线程进入临界区,而信号量允许多个线程进入临界区。 1)信号量初始化 int sem_init(&sem,pshared, v) pshared为0,表示这个信号量是当前进程的局部信号量。 pshared为1,表示这个信号量可以在多个进程之间共享。 v为信号量的初始值。 返回值: 成功:0,失败:-1 2)信号量值的加减 int sem_wait(&sem):以原子 *** 作的方式将信号量的值减去1 int sem_post(&sem):以原子 *** 作的方式将信号量的值加上1 3)对信号量进行清理 int sem_destory(&sem)

3个线程使用的都是同一个info

代码 Info_t *info = (Info_t *)malloc(sizeof(Info_t))只创建了一个info

pthread_create(&threads[i],NULL,calMatrix,(void *)info)三个线程使用的是同一个

我把你的代码改了下:

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <pthread.h>

int mtc[3] = { 0 } // result matrix

typedef struct

{

    int prank

    int *mta 

    int *mtb

}Info_t

void* calMatrix(void* arg)

{

    int i

    Info_t *info = (Info_t *)arg

    int prank = info->prank

    fprintf(stdout,"calMatrix : prank is %d\n",prank)

    for(i = 0 i < 3 i++)

        mtc[prank] += info->mta[i] * info->mtb[i]

    return NULL

}

int main(int argc,char **argv)

{

    int i,j,k = 0

    int mta[3][3]

    int mtb[3] = { 1 }

    Info_t *info = (Info_t *)malloc(sizeof(Info_t)*3)

    for(i = 0 i < 3 i++)

        for(j = 0 j < 3 j++)

            mta[i][j] = k++

    /* 3 threads */

    pthread_t *threads = (pthread_t *)malloc(sizeof(pthread_t)*3)

    fprintf(stdout,"\n")fflush(stdout)

    for(i = 0 i < 3 i++)

    {

        info[i].prank = i

        info[i].mta = mta[i]

        info[i].mtb = mtb

        pthread_create(&threads[i],NULL,calMatrix,(void *)(&info[i]))

    }

    for(i = 0 i < 3 i++)

        pthread_join(threads[i],NULL)

    fprintf(stdout,"\n==== the matrix result ====\n\n")

    fflush(stdout)

    for(i = 0 i < 3 i++)

    {

        fprintf(stdout,"mtc[%d] = %d\n",i,mtc[i])

        fflush(stdout)

    }

    return 0

}

矩阵的计算我忘记了,你运行看看结果对不对

编译时要用到pthread 库:gcc -lpthread

错误码位置:/usr/include/asm-generic/errno.h

gcc pthread_create.c -lpthread

思考:主子线程交替打印奇数偶数。

思考:证明线程可以自己取消自己。

思考:证明SIGKILL和SIGSTOP 是无法阻塞的。

/usr/include/bits/pthreadtypes.h中查看pthread_mutex_t

思考:用多线程将一个文件1.c拷贝3个副本,11.c,12.c,13.c

思考:多个生产者和消费者

思考:将互斥量等初始化使用pthread_once实现。

思考:设置线程的分离属性,然后在新县城中获取自己的分离属性。


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原文地址: http://outofmemory.cn/yw/8604841.html

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