① linux c 編寫一個多線程。。。
多線程程序的編寫，是和操作系統和語言都有關系的。
1。首先，操作系統需要支持多線程，很久之前的古老的操作系統是不支持多任務多線程的。當然，當前的操作系統都是支持多線程的。但是，不同的操作系統具體如何支持的細節是不太一樣的，也有效率之別。
2。語言方面，
2.1 C/C++在語言本身是不支持多線程開發的，但是能夠進行API調用；同時現在有很多C++方面的庫，通常也是跨平台的，比如Boost，OpenMP，MPI之類；
vc2010在2010年4月12號發布了，vc2010裡面微軟增加了一個並行開發的庫。
2.2 C#和Java在語言本身層面上就支持多線程開發了。說得更直接一些，就是語言函數庫里提供了封裝包，用起來很方便。
多線程開發，其實最關鍵的是操作系統層面的運作機理。Windows和unix/linux上很多概念是相似的，但是有些細節方面是有所出入的。需要針對操作系統，學習內部機制。
開發庫，開發語言都是相對次要的一個層面。可以選擇你喜歡的語言。
因為操作系統底層API的不同，如果直接調用API開發，那肯定不會就有移植性的。但是現在有一些庫（比如Boost）是可移植的，基於這些庫就可以達到可移植。
用C/C++在Windows和Linux下面編寫多線程程序,概念是相通的，具體細節是有一些差別的。但是你在windows上很有經驗了之後，再在Linux上做，肯定很快就能搞定的。
② 淺談linux 多線程編程和 windows 多線程編程的異同
很早以前就想寫寫linux下多線程編程和windows下的多線程編程了，但是每當寫時又不知道從哪個地方寫起，怎樣把自己知道的東西都寫出來，下面我就談談linux多線程及線程同步，並將它和windows的多線程進行比較，看看他們之間有什麼相同點和不同的地方。
其實最開始我是搞windows下編程的，包括windows編程，windows 驅動，包括usb驅動，ndis驅動,pci驅動，1394驅動等等，同時也一條龍服務，做windows下的應用程序開發，後面慢慢的我又對linux開發產生比較深的興趣和愛好，就轉到搞linux開發了。在接下來的我還會寫一些博客，主要是寫linux編程和windows編程的區別吧，現在想寫的是linux下usb驅動和windows下usb驅動開發的區別，這些都是後話，等我將linux多線程和windows多線程講解完後，我再寫一篇usb驅動，談談windows 和linux usb驅動的東東。好了，言歸正傳。開始將多線程了。
首先我們講講為什麼要採用多線程編程，其實並不是所有的程序都必須採用多線程，有些時候採用多線程，性能還沒有單線程好。所以我們要搞清楚，什麼時候採用多線程。採用多線程的好處如下：
(1)因為多線程彼此之間採用相同的地址空間，共享大部分的數據，這樣和多進程相比，代價比較節儉，因為多進程的話，啟動新的進程必須分配給它獨立的地址空間，這樣需要數據表來維護代碼段，數據段和堆棧段等等。
(2)多線程和多進程相比，一個明顯的優點就是線程之間的通信了，對不同進程來說，它們具有獨立的數據空間，要進行數據的傳遞只能通過通信的方式進行，這種方式不僅費時，而且很不方便。但是對於多線程就不一樣了。他們之間可以直接共享數據，比如最簡單的方式就是共享全局變數。但是共享全部變數也要注意哦，呵呵，必須注意同步，不然後果你知道的。呵呵。
(3)在多cpu的情況下，不同的線程可以運行不同的cpu下，這樣就完全並行了。
反正我覺得在這種情況下，採用多線程比較理想。比如說你要做一個任務分2個步驟，你為提高工作效率，你可以多線程技術，開辟2個線程，第一個線程就做第一步的工作，第2個線程就做第2步的工作。但是你這個時候要注意同步了。因為只有第一步做完才能做第2步的工作。這時，我們可以採用同步技術進行線程之間的通信。
針對這種情況，我們首先講講多線程之間的通信，在windows平台下，多線程之間通信採用的方法主要有：
(1)共享全局變數,這種方法是最容易想到的，呵呵，那就首先講講吧，比如說吧，上面的問題，第一步要向第2步傳遞收據，我們可以之間共享全局變數，讓兩個線程之間傳遞數據，這時主要考慮的就是同步了，因為你後面的線程在對數據進行操作的時候，你第一個線程又改變了數據的內容，你不同步保護，後果很嚴重的。你也知道，這種情況就是讀臟數據了。在這種情況下，我們最容易想到的同步方法就是設置一個bool flag了，比如說在第2個線程還沒有用完數據前，第一個線程不能寫入。有時在2個線程所需的時間不相同的時候，怎樣達到最大效率的同步，就比較麻煩了。咱們可以多開幾個緩沖區進行操作。就像生產者消費者一樣了。如果是2個線程一直在跑的，由於時間不一致，緩沖區遲早會溢出的。在這種情況下就要考慮了，是不讓數據寫入還是讓數據覆蓋掉老的數據，這時候就要具體問題具體分析了。就此打住，呵呵。就是用bool變數控制同步，linux 和windows是一樣的。
既然講道了這里，就再講講其它同步的方法。同樣 針對上面的這個問題，共享全局變數同步問題。除了採用bool變數外，最容易想到的方法就是互斥量了。呵呵，也就是傳說中的加鎖了。windows下加鎖和linux下加鎖是類似的。採用互斥量進行同步，要想進入那段代碼，就先必須獲得互斥量。
linux上互斥量的函數是：
windows下互斥量的函數有：createmutex 創建一個互斥量，然後就是獲得互斥量waitforsingleobject函數，用完了就釋放互斥量ReleaseMutex(hMutex)，當減到0的時候 內核會才會釋放其對象。下面是windows下與互斥的幾個函數原型。
HANDLE WINAPI CreateMutex(
__in LPSECURITY_ATTRIBUTES lpMutexAttributes,
__in BOOL bInitialOwner,
__in LPCTSTR lpName
);
可以可用來創建一個有名或無名的互斥量對象
第一參數 可以指向一個結構體SECURITY_ATTRIBUTES一般可以設為null；
第二參數 指當時的函數是不是感應感應狀態 FALSE為當前擁有者不會創建互斥
第三參數 指明是否是有名的互斥對象 如果是無名 用null就好。
DWORD WINAPI WaitForSingleObject(
__in HANDLE hHandle,
__in DWORD dwMilliseconds
);
第一個是 創建的互斥對象的句柄。第二個是 表示將在多少時間之後返回 如果設為宏INFINITE 則不會返回 直到用戶自己定義返回。
對於linux操作系統，互斥也是類似的，只是函數不同罷了。在linux下，和互斥相關的幾個函數也要閃亮登場了。
pthread_mutex_init函數：初始化一個互斥鎖；
pthread_mutex_destroy函數：注銷一個互斥鎖；
pthread_mutex_lock函數：加鎖，如果不成功，阻塞等待；
pthread_mutex_unlock函數：解鎖；
pthread_mutex_trylock函數：測試加鎖，如果不成功就立即返回，錯誤碼為EBUSY;
至於這些函數的用法，google上一搜，就出來了，呵呵，在這里不多講了。windows下還有一個可以用來保護數據的方法，也是線程同步的方式
就是臨界區了。臨界區和互斥類似。它們之間的區別是，臨界區速度快，但是它只能用來同步同一個進程內的多個線程。臨界區的獲取和釋放函數如下：
EnterCriticalSection() 進入臨界區; LeaveCriticalSection()離開臨界區。 對於多線程共享內存的東東就講到這里了。
(2)採用消息機制進行多線程通信和同步，windows下面的的消息機制的函數用的多的就是postmessage了。Linux下的消息機制，我用的較少，就不在這里說了，如果誰熟悉的，也告訴我，呵呵。
(3)windows下的另外一種線程通信方法就是事件和信號量了。同樣針對我開始舉得例子，2個線程同步，他們之間傳遞信息，可以採用事件(Event)或信號量(Semaphore),比如第一個線程完成生產的數據後，就必須告訴第2個線程，他已經把數據准備好了，你可以來取走了。第2個線程就把數據取走。呵呵，這里可以採用消息機制，當第一個線程准備好數據後，就直接postmessage給第2個線程，按理說採用postmessage一個線程就可以搞定這個問題了。呵呵，不是重點，省略不講了。
對於linux，也有類似的方法，就是條件變數了，呵呵，這里windows和linux就有不同了。要特別講講才行。
對於windows，採用事件和信號量同步時候，都會使用waitforsingleobject進行等待的，這個函數的第一個參數是一個句柄，在這里可以是Event句柄，或Semaphore句柄，第2個參數就是等待的延遲，最終等多久，單位是ms，如果這個參數為INFINITE，那麼就是無限等待了。釋放信號量的函數為ReleaseSemaphore（）；釋放事件的函數為SetEvent。當然使用這些東西都要初始化的。這里就不講了。Msdn一搜，神馬都出來了，呵呵。神馬都是浮雲！
對於linux操作系統，是採用條件變數來實現類似的功能的。Linux的條件變數一般都是和互斥鎖一起使用的，主要的函數有：
pthread_mutex_lock ,
pthread_mutex_unlock,
pthread_cond_init
pthread_cond_signal
pthread_cond_wait
pthread_cond_timewait
為了和windows操作系統進行對比，我用以下表格進行比較：
對照以上表格,總結如下：
(1) Pthread_cleanup_push,Pthread_cleanup_pop：
這一對函數push和pop的作用是當出現異常退出時，做一些清除操作，即當在push和pop函數之間異常退出，包括調用pthread_exit退出，都會執行push裡面的清除函數，如果有多個push，注意是是棧，先執行後面的那個函數，在執行前面的函數，但是注意當在這2個函數之間通過return 退出的話，執不執行push後的函數就看pop函數中的參數是不是為0了。還有當沒有異常退出時，等同於在這裡面return退出的情況，即：當pop函數參數不為0時，執行清除操作，當pop函數參數為0時，不執行push函數中的清除函數。
（2）linux的pthread_cond_signal和SetEvent的不同點
Pthread_cond_singal釋放信號後，當沒有Pthread_cond_wait，信號馬上復位了，這點和SetEvent不同，SetEvent是不會復位的。詳解如下：
條件變數的置位和復位有2種常用模型：第一種模型是當條件變數置位時(signaled)以後，如果當前沒有線程在等待，其狀態會保持為置位(signaled)，直到有等待的線程進入被觸發,其狀態才會變為unsignaled,這種模型以採用Windows平台上的Auto-set Event 為代表。
第2種模型則是Linux平台的pthread所採用的模型，當條件變數置位(signaled)以後，即使當前沒有任何線程在等待，其狀態也會恢復為復位(unsignaled)狀態。
條件變數在Linux平台上的這種模型很難說好壞，在實際應用中，我們可以對
代碼稍加改進就可以避免這種差異的發生。由於這種差異只會發生在觸發沒有被線程等待在條件變數的時刻，因此我們只需要掌握好觸發的時機即可。最簡單的做法是增加一個計數器記錄等待線程的個數，在決定觸發條件變數前檢查該變數即可。
示例 使用 pthread_cond_wait() 和 pthread_cond_signal()
pthread_mutex_t count_lock;
pthread_cond_t count_nonzero;
unsigned count;
decrement_count()
{
pthread_mutex_lock(&count_lock);
while (count == 0)
pthread_cond_wait(&count_nonzero, &count_lock);
count = count - 1;
pthread_mutex_unlock(&count_lock);
}
increment_count()
{
pthread_mutex_lock(&count_lock);
if (count == 0)
pthread_cond_signal(&count_nonzero);
count = count + 1;
pthread_mutex_unlock(&count_lock);
}
(3) 注意Pthread_cond_wait條件返回時互斥鎖的解鎖問題
extern int pthread_cond_wait __P ((pthread_cond_t *__cond,pthread_mutex_t *__mutex));
調用這個函數時,線程解開mutex指向的鎖並被條件變數cond阻塞。線程可以被函數pthread_cond_signal和函數 pthread_cond_broadcast喚醒線程被喚醒後，它將重新檢查判斷條件是否滿足，如果還不滿足，一般說來線程應該仍阻塞在這里，被等待被下一次喚醒。如果在多線程中採用pthread_cond_wait來等待時，會首先釋放互斥鎖，當等待的信號到來時，再次獲得互斥鎖，因此在之後要注意手動解鎖。舉例如下：
#include
#include
#include
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; /*初始化互斥鎖*/
pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER; //初始化條件變數
void *thread1(void *);
void *thread2(void *);
int i=1;
int main(void)
{
pthread_t t_a;
pthread_t t_b;
pthread_create(&t_a,NULL,thread1,(void *)NULL);/*創建進程t_a*/
pthread_create(&t_b,NULL,thread2,(void *)NULL); /*創建進程t_b*/
pthread_join(t_b, NULL);/*等待進程t_b結束*/
pthread_mutex_destroy(&mutex);
pthread_cond_destroy(&cond);
exit(0);
}
void *thread1(void *junk)
{
for(i=1;i<=9;i++)
{
printf("IN one\n");
pthread_mutex_lock(&mutex);//
if(i%3==0)
pthread_cond_signal(&cond);/*，發送信號，通知t_b進程*/
else
printf("thead1:%d\n",i);
pthread_mutex_unlock(&mutex);//*解鎖互斥量*/
printf("Up Mutex\n");
sleep(3);
}
}
void *thread2(void *junk)
{
while(i<9)
{
printf("IN two \n");
pthread_mutex_lock(&mutex);
if(i%3!=0)
pthread_cond_wait(&cond,&mutex);/*等待*/
printf("thread2:%d\n",i);
pthread_mutex_unlock(&mutex);
printf("Down Mutex\n");
sleep(3);
}
}
輸出如下：
IN one
thead1:1
Up Mutex
IN two
IN one
thead1:2
Up Mutex
IN one
thread2:3
Down Mutex
Up Mutex
IN one
thead1:4
Up Mutex
IN two
IN one
thead1:5
Up Mutex
IN one
Up Mutex
thread2:6
Down Mutex
IN two
thread2:6
Down Mutex
IN one
thead1:7
Up Mutex
IN one
thead1:8
Up Mutex
IN two
IN one
Up Mutex
thread2:9
Down Mutex
注意藍色的地方，有2個thread2:6，其實當這個程序多執行幾次，i=3和i=6時有可能多列印幾個，這里就是競爭鎖造成的了。
(4)另外要注意的Pthread_cond_timedwait等待的是絕對時間，這個和WaitForSingleObject是不同的，Pthread_cond_timedwait在網上也有討論。如下：這個問題比較經典，我把它搬過來。
thread_a ：
pthread_mutex_lock(&mutex);
//do something
pthread_mutex_unlock(&mutex)
thread_b：
pthread_mutex_lock(&mutex);
//do something
pthread_cond_timedwait(&cond, &mutex, &tm);
pthread_mutex_unlock(&mutex)
有如上兩個線程thread_a, thread_b,現在如果a已經進入了臨界區，而b同時超時了，那麼b會從pthread_cond_timedwait返回嗎？如果能返回，那豈不是a,b都在臨界區？如果不能返回，那pthread_cond_timedwait的定時豈不是就不準了？
大家討論有價值的2點如下：
（1） pthread_cond_timedwait (pthread_cond_t *cv, pthread_mutex_t *external_mutex, const struct timespec *abstime) -- This function is a time-based variant of pthread_cond_wait. It waits up to abstime amount of time for cv to be notified. If abstime elapses before cv is notified, the function returns back to the caller with an ETIME result, signifying that a timeout has occurred. Even in the case of timeouts, the external_mutex will be locked when pthread_cond_timedwait returns.
（2） 2.1 pthread_cond_timedwait行為和pthread_cond_wait一樣，在返回的時候都要再次lock mutex.
2 .2pthread_cond_timedwait所謂的如果沒有等到條件變數，超時就返回，並不確切。
如果pthread_cond_timedwait超時到了，但是這個時候不能lock臨界區，pthread_cond_timedwait並不會立即返回，但是在pthread_cond_timedwait返回的時候，它仍在臨界區中，且此時返回值為ETIMEDOUT。
關於pthread_cond_timedwait超時返回的問題，我也認同觀點2。
附錄：
int pthread_create(pthread_t *restrict tidp,const pthread_attr_t *restrict_attr,void*（*start_rtn)(void*),void *restrict arg);
返回值：若成功則返回0，否則返回出錯編號
返回成功時，由tidp指向的內存單元被設置為新創建線程的線程ID。attr參數用於制定各種不同的線程屬性。新創建的線程從start_rtn函數的地址開始運行，該函數只有一個無指針參數arg，如果需要向start_rtn函數傳遞的參數不止一個，那麼需要把這些參數放到一個結構中，然後把這個結構的地址作為arg的參數傳入。
linux下用C開發多線程程序，Linux系統下的多線程遵循POSIX線程介面，稱為pthread。
由 restrict 修飾的指針是最初唯一對指針所指向的對象進行存取的方法，僅當第二個指針基於第一個時，才能對對象進行存取。對對象的存取都限定於基於由 restrict 修飾的指針表達式中。 由 restrict 修飾的指針主要用於函數形參，或指向由 malloc() 分配的內存空間。restrict 數據類型不改變程序的語義。 編譯器能通過作出 restrict 修飾的指針是存取對象的唯一方法的假設，更好地優化某些類型的常式。
第一個參數為指向線程標識符的指針。
第二個參數用來設置線程屬性。
第三個參數是線程運行函數的起始地址。
第四個參數是運行函數的參數。
因為pthread不是linux系統的庫，所以在編譯時注意加上-lpthread參數，以調用靜態鏈接庫。
終止線程：
如果在進程中任何一個線程中調用exit或_exit,那麼整個進行會終止，線程正常的退出方式有：
（1） 線程從啟動常式中返回(return)
（2） 線程可以被另一個進程終止（kill）；
（3） 線程自己調用pthread_exit函數
#include
pthread_exit
線程等待：
int pthread_join(pthread_t tid,void **rval_ptr)
函數pthread_join用來等待一個線程的結束。函數原型為：
extern int pthread_join __P (pthread_t __th, void **__thread_return);
第一個參數為被等待的線程標識符，第二個參數為一個用戶定義的指針，它可以用來存儲被等待線程的返回值。這個函數是一個線程阻塞的函數，調用它的函數將一直等待到被等待的線程結束為止，當函數返回時，被等待線程的資源被收回。
對於windows線程的創建東西，就不列舉了，msdn上 一搜就出來了。呵呵。今天就講到這里吧，希望是拋磚引玉，大家一起探討，呵呵。部分內容我也是參考internet的，特此對原作者表示感謝！
③ 麻煩解釋一下linux下進程和線程有什麼區別和聯系，linux下多線程和多進程通信的實現方法，請通俗解釋
兄弟看到你這么高的分我就找了些資料：也算是對昨天學的知識總結一下吧
一、先說概念不管是windows還是linux下的進程和線程概念都是一樣的，只是管理進程和線程的方式不一樣，這個是前提，到時候你可別問我windows下進程和線程啊。這個涉及到操作系統原理。下面給你解答。
說道進程不得不提作業這個名詞 ，我想兄弟你電腦里不會有一個程序吧對不？當你的系統啟動完畢後你看看你的任務管理器里是不是有很多進程呢？那麼多程序是怎麼調如內存呢？能理解嗎？這里要明白程序和進程的關系，程序是你磁碟上的一個文件，當你需要它時進入內存後才成為進程，好比QQ在磁碟上就是一個文件而已，只有進入了內存才成為進程，進程是活動的。QQ要掃描你文件啊，記錄你聊天記錄啊，偷偷上傳個啥東西什麼的你也不知道對不，他是活動的。這個能明白嗎？
再看作業，這個作業可不是你寫作業的那個作業啊。系統一看好傢伙你個QQ那麼大的傢伙你想一下子進入內存啊？沒門！慢慢來嘛，系統就把QQ程序分為好幾塊，這幾塊不能亂分的，要符合自然結構就是循環啦選擇啦這樣的結構，你把人家循環結構咔嚓截斷了，怎麼讓人家QQ運行啊？這就是作業要一塊一塊的進入內存，同時要為作業產生JCB（JOB CONTROL BLOCK)作業控制塊，你進入內存不能亂跑啊，要聽系統的話，你要是進入系統自己的內存。框一下，內存不能讀寫 對話框就出來了，嚴重點直接藍臉給你！你懂得。這是window下的，linux下直接給你報錯！沒事了就！所一系統通過jcb控制進程。JCB包含了進程號優先順序好多內容，你打開你的windows任務管理器看看進程是不是有好多屬性啊？那就是PCB（PRCESS，CONTROL BLOCK）同理作業也包含那些內容只是多少而已。下面寫出進程特點：
1、進程是分配計算機資源最小的單位。你想啊人是要用程序幹活的吧？你把程序調入內存成了就成了進程，所以說進程是分配資源的最小單位。你在linux下打開終端輸入top命令看是不是有好多進程？
2、進程有操作系統為作業產生。有「父進程」產生「子進程」之間是父子關系，並可以繼續向下產生「子進程」。還拿QQ來說，你雙擊QQ.exe。QQ啟動了輸入賬號密碼打開主界面了。這時候你要聊天，QQ進程趕緊產生個「兒子」說 「兒子你去陪主人聊天去吧。這樣子進程產生了。突然你想看美女要傳照片這時候那個」兒子「有」生「了一個」兒子「說」兒子「你去傳照片。那個「兒子領到任務去傳照片了。這時你想關了QQ，QQ提示你說」你還有個「兒子」和「孫子」還在幹活呢你真要結束嗎？你蒽了確定。QQ對他「兒子」（你聊天窗口）說：」兒子啊對不起了，主人要關閉我你也不能活啊「咔嚓一下」兒子「死了，兒子死之前對他兒子說：「兒子啊你爺爺不讓我活了，你也別活了咔嚓孫子也死了。最後世界安靜了。這就是進程的父子關系。能明白嗎？記住：進程之活動在內存中。不能使用CPU，只管分配資源。
再說線程：線程也產生在內存中並且在內存中存在相當長的時間，但它的活動區域主要在CPU中，並且運行和滅亡都存在於CPU中，可以這么說，線程是程序中能被系統調度進入CPU中最小程序單位，它能直接使用進程分配的CPU的資源。
還拿QQ來說當你要傳文件時QQ總要判斷一下文件的擴展名吧，ok這時那個」兒子「趕緊對它爸爸說我需要一個線程判斷擴展名QQ趕緊對一個管這個的線程說：」快點去CPU里計算下那個擴展名是什麼然後向主人報告計算完了就「死了」消亡了，但是它的線程還在內存中！還等著你下一次傳文件然後計算然後消亡！
線程之間是相互獨立的。一個在CPU，一個在內存里還能有關系嗎對不？CPU在每一個瞬間只能進入一個線程，當線程進入CPU時立即產生一個新的線程，新線程仍停留在內存中，就好比上面那個傳文件還會等著你再傳文件再計算擴展名。
線程相對線程是獨立的，但它在內存中並不是獨立的，這就好比你不開QQ能用QQ傳輸文件嗎？它只存在與進程分配的資源中，也就是說計算擴展名這個線程只能停留在QQ這個進程中，不能跑到別的進程里！！相當於程序產生了新的進程和線程，進程向CPU申請資源，再有線程來使用，他們都是為程序服務的只是分工不同！
因為你沒提問linux下是怎麼管理進程和線程的所以我就不回答了，這個問題我建議你還是看看《笨兔兔的故事》裡面講到了linux是怎麼管理進程和線程的。挺幽默的比我說得還好。
你第二個問題說實話我回答不了你！我想你現在連進程和線程還沒理解第二個你更理解不了了你說對不？我猜的其實你用C/C++不管是在windows下編程還是在Linux下編程思想都是一樣的對吧，如果你理解了在windows下線程間通信，在linux更沒問題了！
參考資料：黑客手冊2009合訂本非安全第一二季244頁，245頁，328頁，329頁，398頁，399頁
淺談操作系統原理 （一 二三）
ubuntu中文論壇 笨兔兔的故事
http://forum.ubuntu.org.cn/viewtopic.php?f=120&t=267518
希望我的回答你能理解
④ Linux下多線程和多進程程序的優缺點，各個適合什麼樣的業務場景
多進程比較安全，因為默認情況下不同進程之間的內存是獨立的（如果需要共享內存則需要進行進程間通信）。而多線程下，內存是共享的，這時就比較危險了，你要自己使用鎖、信號量等機制來解決內存塊的同時讀寫和同步等等。如果兩個功能沒有數據需要共享，或只有前後遞進關系，建議使用多進程。如果兩個功能需要同時對一塊數據進行處理（例如需要對資源進行創建和老化刪除），則需要使用多線程，這時可能需要使用鎖等機制來控制線程沖突。
⑤ Linux 多線程編程(二)2019-08-10
三種專門用於線程同步的機制:POSIX信號量,互斥量和條件變數.
在Linux上信號量API有兩組,一組是System V IPC信號量,即PV操作,另外就是POSIX信號量,POSIX信號量的名字都是以sem_開頭.
phshared參數指定信號量的類型,若其值為0,就表示這個信號量是當前進程的局部信號量,否則該信號量可以在多個進程之間共享.value值指定信號量的初始值,一般與下面的sem_wait函數相對應.
其中比較重要的函數sem_wait函數會以原子操作的方式將信號量的值減一,如果信號量的值為零,則sem_wait將會阻塞,信號量的值可以在sem_init函數中的value初始化;sem_trywait函數是sem_wait的非阻塞版本;sem_post函數將以原子的操作對信號量加一,當信號量的值大於0時,其他正在調用sem_wait等待信號量的線程將被喚醒.
這些函數成功時返回0,失敗則返回-1並設置errno.
生產者消費者模型:
生產者對應一個信號量:sem_t procer;
消費者對應一個信號量:sem_t customer;
sem_init(&procer,2)----生產者擁有資源,可以工作;
sem_init(&customer,0)----消費者沒有資源,阻塞;
在訪問公共資源前對互斥量設置（加鎖），確保同一時間只有一個線程訪問數據，在訪問完成後再釋放（解鎖）互斥量.
互斥鎖的運行方式:串列訪問共享資源;
信號量的運行方式:並行訪問共享資源;
互斥量用pthread_mutex_t數據類型表示，在使用互斥量之前，必須使用pthread_mutex_init函數對它進行初始化，注意，使用完畢後需調用pthread_mutex_destroy.
pthread_mutex_init用於初始化互斥鎖，mutexattr用於指定互斥鎖的屬性，若為NULL，則表示默認屬性。除了用這個函數初始化互斥所外，還可以用如下方式初始化：pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER。
pthread_mutex_destroy用於銷毀互斥鎖，以釋放佔用的內核資源，銷毀一個已經加鎖的互斥鎖將導致不可預期的後果。
pthread_mutex_lock以原子操作給一個互斥鎖加鎖。如果目標互斥鎖已經被加鎖，則pthread_mutex_lock則被阻塞，直到該互斥鎖佔有者把它給解鎖.
pthread_mutex_trylock和pthread_mutex_lock類似，不過它始終立即返回，而不論被操作的互斥鎖是否加鎖，是pthread_mutex_lock的非阻塞版本.當目標互斥鎖未被加鎖時，pthread_mutex_trylock進行加鎖操作；否則將返回EBUSY錯誤碼。注意：這里討論的pthread_mutex_lock和pthread_mutex_trylock是針對普通鎖而言的，對於其他類型的鎖，這兩個加鎖函數會有不同的行為.
pthread_mutex_unlock以原子操作方式給一個互斥鎖進行解鎖操作。如果此時有其他線程正在等待這個互斥鎖，則這些線程中的一個將獲得它.
三個列印機輪流列印:
輸出結果:
如果說互斥鎖是用於同步線程對共享數據的訪問的話,那麼條件變數就是用於在線程之間同步共享數據的值.條件變數提供了一種線程之間通信的機制:當某個共享數據達到某個值時,喚醒等待這個共享數據的線程.
條件變數會在條件不滿足的情況下阻塞線程.且條件變數和互斥量一起使用，允許線程以無競爭的方式等待特定的條件發生.
其中pthread_cond_broadcast函數以廣播的形式喚醒所有等待目標條件變數的線程,pthread_cond_signal函數用於喚醒一個等待目標條件變數線程.但有時候我們可能需要喚醒一個固定的線程,可以通過間接的方法實現:定義一個能夠唯一標識目標線程的全局變數,在喚醒等待條件變數的線程前先設置該變數為目標線程,然後採用廣播的方式喚醒所有等待的線程,這些線程被喚醒之後都檢查該變數以判斷是否是自己.
採用條件變數+互斥鎖實現生產者消費者模型:
運行結果:
阻塞隊列+生產者消費者
運行結果:
⑥ 在Linux環境下，對一個設備文件進行多線程讀寫（兩個線程就行），求大神給一個簡單的程序。
配置文件為 conf.txt
測試代碼如下，注意鏈接的時候加上 -lpthread 這個參數
#include <stdio.h>
#include <errno.h> //perror()
#include <pthread.h>
#include <unistd.h> //sleep()
#include <time.h> // time()
#include <stdlib.h> //rand()
#define FD "conf.txt"
typedef void *(*fun)(void *);
struct my_struct
{
unsigned time_to_wait;
int n;
};
void *test_thread(struct my_struct *);
int main (int argc, char const *argv[])
{
FILE *fp = fopen(FD, "r");
if (fp == NULL)
{
perror(FD);
return -1;
}
srand((unsigned)time(NULL)); //初始化隨機種子
int thread_count;
fscanf(fp, "%d", &thread_count);
fclose(fp);
if (thread_count <= 0)
{
printf("線程數<1,退出程序。\n");
return -1;
}
pthread_t *ptid = (pthread_t *)malloc(sizeof(pthread_t) * thread_count); //保存線程ID
int i;
for (i = 0; i < thread_count; i++)
{
int tw = rand() % thread_count + 1; //隨機等待時間
struct my_struct * p = (struct my_struct *)malloc(sizeof(struct my_struct));
if (p == NULL)
{
perror("內存分配錯誤");
goto ERROR;
}
p->time_to_wait = tw;
p->n = i + 1;
int rval = pthread_create(ptid + i, NULL, (fun) test_thread, (void *)(p)); //注意這里的強制轉換（兩個）
if (rval != 0)
{
perror("Thread creation failed");
goto ERROR;
}
//sleep(1); //這句加也可以，不加也可以。最開始的時候加上這個是為了讓兩個線程啟動的時候之間有一定的時間差
}
printf("主線程啟動\n\n");
fflush(stdout);
for (i = 0; i < thread_count; i++)
{
pthread_join(*(ptid + i), NULL); //等待所有線程退出。
}
printf("\n主線程退出\n");
ERROR:
free(ptid);
return 0;
}
void *test_thread(struct my_struct * p) //線程啟動的時候運行的函數
{
printf("第%d個線程啟動，預計運行%d秒\n", p->n, p->time_to_wait);
fflush(stdout);
sleep(p->time_to_wait); //讓線程等待一段時間
printf("第%d個線程結束\n", p->n);
fflush(stdout);
free(p);
return NULL;
}
你的第二個問題我在網路HI回你了～
⑦ Linux下如何實現shell多線程編程以提高應用程序的響應
Linux中多線程編程擁有提高應用程序的響應、使多cpu系統更加有效等優點，下面小編將通過Linux下shell多線程編程的例子給大家講解下多線程編程的過程，一起來了解下吧。
#！/bin/bash
#———————————————————————————–
# 此例子說明了一種用wait、read命令模擬多線程的一種技巧
# 此技巧往往用於多主機檢查，比如ssh登錄、ping等等這種單進程比較慢而不耗費cpu的情況
# 還說明了多線程的控制
#———————————————————————————–
function a_sub
{
# 此處定義一個函數，作為一個線程（子進程）
sleep 3 # 線程的作用是sleep 3s
}
tmp_fifofile=「/tmp/$.fifo」 mkfifo $tmp_fifofile # 新建一個fifo類型的文件
exec 6《》$tmp_fifofile # 將fd6指向fifo類型
rm $tmp_fifofile thread=15 # 此處定義線程數
for
（（i=0;i《$thread;i++））;do echo
done 》&6 # 事實上就是在fd6中放置了$thread個回車符
for
（（i=0;i《50;i++））;do # 50次循環，可以理解為50個主機，或其他
read -u6 # 一個read -u6命令執行一次，就從fd6中減去一個回車符，然後向下執行，
# fd6中沒有回車符的時候，就停在這了，從而實現了線程數量控制
{ # 此處子進程開始執行，被放到後台
a_sub &&
{ # 此處可以用來判斷子進程的邏輯
echo 「a_sub is finished」
}
||
{ echo 「sub error」
}
echo 》&6 # 當進程結束以後，再向fd6中加上一個回車符，即補上了read -u6減去的那個
}
& done wait # 等待所有的後檯子進程結束
exec 6》&- # 關閉df6 exit 0
說明：
此程序中的命令
mkfifo tmpfile
和linux中的命令
mknod tmpfile p
效？果相同。區別是mkfifo為POSIX標准，因此推薦使用它。該命令創建了一個先入先出的管道文件，並為其分配文件標志符6。管道文件是進程之間通信的一種方式，注意這一句很重要
exec 6《》$tmp_fifofile # 將fd6指向fifo類型
如果沒有這句，在向文件$tmp_fifofile或者&6寫入數據時，程序會被阻塞，直到有read讀出了管道文件中的數據為止。而執行了上面這一句後就可以在程序運行期間不斷向fifo類型的文件寫入數據而不會阻塞，並且數據會被保存下來以供read程序讀出。
通過運行命令：
time 。/multithread.sh 》/dev/null
最終運算時間： 50/15 = 3組（每組15）+1組（5個《15 組成一個組）= 4組，每組花費時間：3秒，
則 3 * 4 = 12 秒。
傳統非多線程的代碼 運算時間： 50 * 3 = 150 秒。
上面就是Linux下shell多線程編程的實例介紹了，使用多線程編程還能夠改善程序結構，有興趣的朋友不妨試試看吧。
⑧ Linux多線程編程
編譯時要用到pthread 庫：gcc -lpthread
錯誤碼位置：/usr/include/asm-generic/errno.h
gcc pthread_create.c -lpthread
思考：主子線程交替列印奇數偶數。
思考：證明線程可以自己取消自己。
思考：證明SIGKILL和SIGSTOP 是無法阻塞的。
/usr/include/bits/pthreadtypes.h中查看pthread_mutex_t
思考：用多線程將一個文件1.c拷貝3個副本，11.c,12.c,13.c
思考：多個生產者和消費者
思考：將互斥量等初始化使用pthread_once實現。
思考：設置線程的分離屬性，然後在新縣城中獲取自己的分離屬性。