linux 线程 变量?Linux修改时间
本篇文章给大家谈谈linux 线程 变量,以及Linux修改时间对应的知识点,文章可能有点长,但是希望大家可以阅读完,增长自己的知识,最重要的是希望对各位有所帮助,可以解决了您的问题,不要忘了收藏本站喔。
Linux 多线程编程(二)2019-08-10
三种专门用于线程同步的机制:POSIX信号量,互斥量和条件变量.
在Linux上信号量API有两组,一组是System V IPC信号量,即PV操作,另外就是POSIX信号量,POSIX信号量的名字都是以sem_开头.
phshared参数指定信号量的类型,若其值为0,就表示这个信号量是当前进程的局部信号量,否则该信号量可以在多个进程之间共享.value值指定信号量的初始值,一般与下面的sem_wait函数相对应.
其中比较重要的函数sem_wait函数会以原子操作的方式将信号量的值减一,如果信号量的值为零,则sem_wait将会阻塞,信号量的值可以在sem_init函数中的value初始化;sem_trywait函数是sem_wait的非阻塞版本;sem_post函数将以原子的操作对信号量加一,当信号量的值大于0时,其他正在调用sem_wait等待信号量的线程将被唤醒.
这些函数成功时返回0,失败则返回-1并设置errno.
生产者消费者模型:
生产者对应一个信号量:sem_t producer;
消费者对应一个信号量:sem_t customer;
sem_init(&producer,2)----生产者拥有资源,可以工作;
sem_init(&customer,0)----消费者没有资源,阻塞;
在访问公共资源前对互斥量设置(加锁),确保同一时间只有一个线程访问数据,在访问完成后再释放(解锁)互斥量.
互斥锁的运行方式:串行访问共享资源;
信号量的运行方式:并行访问共享资源;
互斥量用pthread_mutex_t数据类型表示,在使用互斥量之前,必须使用pthread_mutex_init函数对它进行初始化,注意,使用完毕后需调用pthread_mutex_destroy.
pthread_mutex_init用于初始化互斥锁,mutexattr用于指定互斥锁的属性,若为NULL,则表示默认属性。除了用这个函数初始化互斥所外,还可以用如下方式初始化:pthread_mutex_t mutex= PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER。
pthread_mutex_destroy用于销毁互斥锁,以释放占用的内核资源,销毁一个已经加锁的互斥锁将导致不可预期的后果。
pthread_mutex_lock以原子操作给一个互斥锁加锁。如果目标互斥锁已经被加锁,则pthread_mutex_lock则被阻塞,直到该互斥锁占有者把它给解锁.
pthread_mutex_trylock和pthread_mutex_lock类似,不过它始终立即返回,而不论被操作的互斥锁是否加锁,是pthread_mutex_lock的非阻塞版本.当目标互斥锁未被加锁时,pthread_mutex_trylock进行加锁操作;否则将返回EBUSY错误码。注意:这里讨论的pthread_mutex_lock和pthread_mutex_trylock是针对普通锁而言的,对于其他类型的锁,这两个加锁函数会有不同的行为.
pthread_mutex_unlock以原子操作方式给一个互斥锁进行解锁操作。如果此时有其他线程正在等待这个互斥锁,则这些线程中的一个将获得它.
三个打印机轮流打印:
输出结果:
如果说互斥锁是用于同步线程对共享数据的访问的话,那么条件变量就是用于在线程之间同步共享数据的值.条件变量提供了一种线程之间通信的机制:当某个共享数据达到某个值时,唤醒等待这个共享数据的线程.
条件变量会在条件不满足的情况下阻塞线程.且条件变量和互斥量一起使用,允许线程以无竞争的方式等待特定的条件发生.
其中pthread_cond_broadcast函数以广播的形式唤醒所有等待目标条件变量的线程,pthread_cond_signal函数用于唤醒一个等待目标条件变量线程.但有时候我们可能需要唤醒一个固定的线程,可以通过间接的方法实现:定义一个能够唯一标识目标线程的全局变量,在唤醒等待条件变量的线程前先设置该变量为目标线程,然后采用广播的方式唤醒所有等待的线程,这些线程被唤醒之后都检查该变量以判断是否是自己.
采用条件变量+互斥锁实现生产者消费者模型:
运行结果:
阻塞队列+生产者消费者
运行结果:
Linux中 条件变量为什么要用互斥锁来保护
你不管他是条件变量还是其他什么变量。只要理解,因为这个变量/资源是共享的,可能会有多个进程或线程去修改它,那么就必须为它添加一个锁,这个锁是每次只有一个进程/线程可以获取到的。
打个比方,
mutex是一个布尔型变量,表示这个资源变量(锁)的一个钥匙。
为真的是时候表示这个钥匙当前是可以借,
反之为假的时候表示已经有线程在使用这个钥匙。
在Java里边就用关键字synchronized来指定一个代码块一次只有一个线程可以访问。
取钥匙这个函数/方法的算法就可以这么理解了:如果这个锁可借,那么返回真,表示可借;否则返回假表示不可借
public synchronized boolean getmutex(){//取钥匙
if(mutex==true)//钥匙空闲可用
{
mutex=false;//取钥匙就进行修改,证明这一次取钥匙已经发生
return true;//返回真,表示取钥匙成功
}
else return false;//这个钥匙正在被使用,返回假表示去钥匙失败
}
就像一个公用电话亭,这就相当于规定了一次只允许一个人进门,你进去了就把门关上。门关着其他人就进不去了,只有你打完电话出来开门,释放这个锁,其他人才可以进去。
通过synchronized关键字将取钥匙跟进门两个动作放在在一起,绑在一块。
其中门就是条件变量,mutex就是这个门的互斥锁。
linux C下多线程接收数据怎么进行存储再统一处理
在Linux系统中使用C/C++进行多线程编程时,我们遇到最多的就是对同一变量的多线程读写问题,大多情况下遇到这类问题都是通过锁机制来处理,但这对程序的性能带来了很大的影响,当然对于那些系统原生支持原子操作的数据类型来说,我们可以使用原子操作来处理,这能对程序的性能会得到一定的提高。那么对于那些系统不支持原子操作的自定义数据类型,在不使用锁的情况下如何做到线程安全呢?本文将从线程局部存储方面,简单讲解处理这一类线程安全问题的方法。
一、数据类型
在C/C++程序中常存在全局变量、函数内定义的静态变量以及局部变量,对于局部变量来说,其不存在线程安全问题,因此不在本文讨论的范围之内。全局变量和函数内定义的静态变量,是同一进程中各个线程都可以访问的共享变量,因此它们存在多线程读写问题。在一个线程中修改了变量中的内容,其他线程都能感知并且能读取已更改过的内容,这对数据交换来说是非常快捷的,但是由于多线程的存在,对于同一个变量可能存在两个或两个以上的线程同时修改变量所在的内存内容,同时又存在多个线程在变量在修改的时去读取该内存值,如果没有使用相应的同步机制来保护该内存的话,那么所读取到的数据将是不可预知的,甚至可能导致程序崩溃。
如果需要在一个线程内部的各个函数调用都能访问、但其它线程不能访问的变量,这就需要新的机制来实现,我们称之为Static memory local to a thread(线程局部静态变量),同时也可称之为线程特有数据(TSD: Thread-Specific Data)或者线程局部存储(TLS: Thread-Local Storage)。这一类型的数据,在程序中每个线程都会分别维护一份变量的副本(copy),并且长期存在于该线程中,对此类变量的操作不影响其他线程。如下图:
二、一次性初始化
在讲解线程特有数据之前,先让我们来了解一下一次性初始化。多线程程序有时有这样的需求:不管创建多少个线程,有些数据的初始化只能发生一次。列如:在C++程序中某个类在整个进程的生命周期内只能存在一个实例对象,在多线程的情况下,为了能让该对象能够安全的初始化,一次性初始化机制就显得尤为重要了。——在设计模式中这种实现常常被称之为单例模式(Singleton)。Linux中提供了如下函数来实现一次性初始化:
#include<pthread.h>
// Returns 0 on success, or a positive error number on error
int pthread_once(pthread_once_t*once_control, void(*init)(void));
利用参数once_control的状态,函数pthread_once()可以确保无论有多少个线程调用多少次该函数,也只会执行一次由init所指向的由调用者定义的函数。init所指向的函数没有任何参数,形式如下:
void init(void)
{
// some variables initializtion in here
}
另外,参数once_control必须是pthread_once_t类型变量的指针,指向初始化为PTHRAD_ONCE_INIT的静态变量。在C++0x以后提供了类似功能的函数std::call_once(),用法与该函数类似。使用实例请参考实现。