Linux多线程编程:线程同步与条件变量
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更新于2024-08-20
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"这篇资料主要介绍了Linux环境下的多线程编程,特别强调了两个用于通知线程条件已满足的函数——pthread_cond_signal和pthread_cond_broadcast,以及线程同步中的条件变量。"
在Linux多线程编程中,线程是并发执行的基本单位,它允许程序中有多个执行流,从而提高系统的效率和响应速度。线程包含了一些关键信息,如线程ID、寄存器状态、栈空间、调度优先级、信号屏蔽字、errno变量和线程私有数据等。开发者可以通过POSIX线程接口来创建和管理线程,以确保跨平台兼容性。
创建线程的关键函数是pthread_create,它接受一个线程启动函数start_rtn和参数arg,创建一个新的线程并开始执行。线程的创建并不保证新线程会立即执行,而是由操作系统调度决定。线程创建后,可以通过pthread_equal比较两个线程ID是否相同,而pthread_self则可以获取当前线程的ID。
线程同步是多线程编程中的重要概念,防止多个线程同时访问共享资源可能导致的数据不一致问题。其中,互斥量(mutex)用于独占访问资源,读写锁(read-write lock)允许多个读取者同时访问,而条件变量(condition variable)则允许线程等待特定条件满足后再继续执行。在条件变量中,pthread_cond_signal用于唤醒一个等待的线程,pthread_cond_broadcast则唤醒所有等待的线程。这些函数通常与mutex配合使用,先解锁,再发送信号,以确保在正确的状态下唤醒线程。
线程的生命周期包括创建、执行、同步和终止。线程可以通过pthread_exit设定退出状态,其他线程可以使用pthread_join获取这个状态。线程可以被正常结束,也可以通过pthread_cancel取消,或者被发送信号(如pthread_kill)导致提前终止。需要注意的是,被取消的线程的返回值会被设为PTHREAD_CANCELED。
此外,还有线程限制(例如栈大小)、线程属性(如调度策略和优先级)、线程安全函数(在多线程环境下不会产生竞态条件的函数)、重入函数(允许同一线程多次进入的函数)、线程私有数据(每个线程都有独立的数据存储)以及线程取消选项和线程与信号、fork操作的交互等概念。
总结来说,Linux多线程编程涉及到多个层面,包括线程的创建、同步、通信和终止,以及各种线程相关的属性和行为。理解和熟练运用这些知识点对于开发高效、稳定的多线程程序至关重要。
2021-09-30 上传
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