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Linux多线程编程基础:概念、管理与通信
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更新于2024-07-31
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"第8章多线程编程是关于在Linux环境下进行程序设计时的重要内容,主要探讨了多线程这一核心概念及其在程序设计中的应用。本章首先介绍了线程的基本概念,区分了进程和线程,指出线程是操作系统调度的基本单位,相比于进程,线程更轻量级,可以高效地利用CPU资源。 在进程管理部分,讲解了进程的资源分配,如进程控制块(PCB)的组成,包括进程的编号、状态、优先级等信息,以及正文段、数据段和用户堆栈的功能和数据分布。正文段存储可执行代码,数据段存放静态数据结构,而用户堆栈则负责存储函数调用的局部变量和返回地址。 接下来,章节详细阐述了进程执行状态的相关信息,如进程ID、用户ID、组ID,以及工作环境、工作目录、程序指令、寄存器、栈、堆、文件描述符、信号处理和共享库等关键要素。这些信息对于理解进程的运行环境和生命周期至关重要。 线程与进程的关系是本章的核心内容,它们的区别在于资源管理和调度,线程是在同一进程中并发执行的任务,共享进程的资源,而进程则拥有独立的资源。此外,还讨论了进程间通信的手段,这是实现多任务协作和同步的关键技术。 通过学习和理解这些知识点,程序员可以更好地设计高效的并发程序,提高系统的响应速度和资源利用率。掌握多线程编程对于Linux开发者来说是一项必备技能,有助于构建复杂的系统级应用程序和优化多用户环境下的性能。"
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由操作系统直接支持,内核在其空间内执行线程的
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创建、调度和管理
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由于线程管理由操作系统完成,因此内核线程的创
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建和管理要
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慢于
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用户线程的创建和管理
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优点
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支持多处理器,支持用户进程中的多线程、内核线程切
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换的速度快
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缺点
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对用户的线程切换来说,系统开销大
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进程
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线程基本概念
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多线程模型
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多对一模型
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将许多用户级线程映射到一个内核线程
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线程管理在用户空间进行,效率较高
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处理机调度的单位仍然是进程
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缺点
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如果一个线程执行了阻塞系统调用,那么整个进程就
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会阻塞
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因为任何时刻只有一个线程访问内核,多个线程不能
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并行运行在多处理器上
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说明
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在不支持内核级线程的操作系统上所实现的用户级线程
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库也使用多对一模型
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一对一模型
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将每个用户线程映射到一个内核线程
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在一个线程执行阻塞时,允许另一个线程继续执行
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允许多个线程运行在多处理机系统上
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提供比多对一模型更好的并发功能
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缺点
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创建一个用户线程就需要创建一个相应内核线程
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创建内核线程的开销会影响应用程序的性能,这种模
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型的绝大多数实现限制系统所支持的线程数量
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