如何做动漫网站,丰县徐州网站开发,临海高端网站设计新感觉建站,沈阳海外模板建站上一期我们进行了线程控制的了解与相关操作#xff0c;但是仍旧有一些问题没有解决 本章第一阶段就是解决tid的问题#xff0c;第二阶段是进行模拟一个简易线程库#xff08;为了加深对于C库封装linux原生线程的理解#xff09;#xff0c;第三阶段就是互斥。 目录 线程id…上一期我们进行了线程控制的了解与相关操作但是仍旧有一些问题没有解决 本章第一阶段就是解决tid的问题第二阶段是进行模拟一个简易线程库为了加深对于C库封装linux原生线程的理解第三阶段就是互斥。 目录 线程idLWP与tid动态库的加载线程id如何理解维护在库中再次感受一下pthread_join线程局部存储 封装线程库封装 互斥 线程id
LWP与tid
我们还是先来写一段简单的代码进行验证一下LWP与线程id的关系。
代码 验证结果 足以观察到LWP与tid的差距是非常大的。
这说明给用户提供的线程id并不是内核中的LWP而是自己维护的一个唯一值。 自己就是pthread库。
虽然刚开始觉得不符合常理但仔细想一想而本该如此 因为linux并没有线程但是我们用户需要线程的概念所以pthread库充当了一个中间角色封装linux中的轻量级进程因此并不需要呈现给用户LWP的值给用户呈现自己封装的线程id即可。就像C语言中的FILE我们直接用库封装好的并不需要在使用文件描述符fd了也不需要展现给用户。
因为库提供了线程id所以库也要对pthread进行管理怎么理解呢 可以理解为学校给你提供了学号所以学校要对你进行管理。
我们的linux肯定提供了轻量级进程的调度系统调用但是一个线程不仅仅需要被调度也需要一个id栈大小被谁启动…这些属性也是由库做管理的
针对管理我们要展开一下。
动态库的加载
那就要先看一下线程库的加载首先动态库和我们的程序肯定都是在磁盘上的文件。
当我们./运行时会建立内核数据结构 加载数据与代码。 当我们执行到pthread_create时因为我们还未加载动态库会触发缺页中断去加载动态库再将动态库映射到共享区。 此时我们就可以正常去执行我们的pthread_create去创建线程了。
而我们也说过库需要对我们的线程id栈的大小…进行维护也就是进行管理
而管理就需要对该对象进行描述再进行组织下图就是描述他的结构体pthread_t。 其中的struct pthread是用户最基本的线程属性线程局部存储我们稍后再来进行讲解。而编程栈就是我们常说的每个线程都有一个独立的线程栈
组织我们可以看成是使用一个数组进行组织起来的。
线程id
所以以后想找线程属性拥有地址即可进行管理而我们的tid就是相应的pthread_t的地址。
如何理解维护在库中
我们还是以FILE进行举例。 我们的FILE是一个结构体
struct FILE
{int fd;char buff[N];...
}我们打开一个文件会得到一个FILE的指针。 而这个FILE结构体指针就维护在标准库中进入这个函数时会执行malloc(sizeof(struct FILE))类似的代码在堆上申请空间等执行完之后返回给用户FILE*让用户进行操控。所以我们也就可以理解维护在库中了。
就像我们使用STL中的各种容器不需要管底层是如何扩容的。
再次感受一下pthread_join 所以我们也就理解了pthread_create时的attr 这就是用来控制pthread_t的属性比如控制栈的大小…
总结linux线程 pthread库 LWP其中内核维护的LWP与动态库中维护的线程是11的。
但是同学们我们该如何保障新线程轻量级进程会使用你指定的栈 因为我们的轻量级进程中有一个系统调用clone。 第一个是回调函数第二个就是指定的栈第三个是参数所以pthread库本质就是对这样的一堆系统调用进行封装。
线程局部存储
现在还剩最后一个问题线程局部存储是啥 我们先来看这样一段代码 搞一个全局变量新线程改主线程读取。
现象 一改具改符合预期。
但是如果我们想要互相不影响也就是新主线程虽然用同一个全局变量名字但是实际却是两个地址。 我们可以加入编译选项__thread 注意这个只可以修饰全局的内置类型。 现象可以看到虚拟地址也不相同。 结论虽然看起来还是用一个但实际上各自私有一份
封装线程库
本质是为了更好的理解C11是如何进行封装的。
我们的目标是实现如下几个接口 也可以在来一个GetStatus调用可以观察到此线程是否正在运行。
封装 先来解释一下成员变量_name就是线程名字_tid是线程id_func是用户传递来的要执行的函数_isRunning是代表当前线程是否在运行。 在实现时有两个的坑点。 其一因为我们是进行封装所以是在类中实现。 但是我们将routine写出了之后却找不到对应routine这是因为类中的成员默认有隐含的this指针所以参数的个数就不匹配了。 解决这种问题的办法很多但我们最喜欢用static进行修饰这样就不会有this指针了这个函数属于整个类。 可是这样我们就无法访问类中的成员变量了因为没有this指针~
那怎么办 把this指针当做参数传给routine 这样就可以调用外部给我们传的指定函数了。 可是这样调用未免有些丑陋。 在将stopjoin进行填补即可注意我们的构造函数需要一个你指定的名字和待执行函数。
主函数代码 现象 也是完成了我们预期的工作。
源代码
#include iostream
#include string
#include unistd.h
#include cstdionamespace cyc
{class mythread{public:typedef void (*func_t)(std::string);mythread(const std::string name, func_t func) : _name(name), _func(func), _isRunning(false){}~mythread(){}void Excute(){_isRunning true;_func(_name);_isRunning false;}static void *routine(void *arg){mythread *self static_castmythread *(arg);self-Excute();return nullptr;}void Start(){int n ::pthread_create(_tid, nullptr, routine, (void *)this);if (n ! 0){perror(pthread_create fail);exit(1);}}void Stop(){if (_isRunning){pthread_cancel(_tid);_isRunning false;}}void Join(){int n pthread_join(_tid, nullptr);if (n ! 0){perror(pthread_join fail);exit(1);}}std::string GetStatus(){if(_isRunning) return Running;else return sleeping;}private:std::string _name;pthread_t _tid;func_t _func;bool _isRunning;};
}于是我们就完成了一个很简易的封装~
互斥
多个线程能够看到的资源叫做共享资源。 但是也会有一些问题比如我们线程通信一个线程想写hello world但是刚写了hello就被另一个进程独走了叫做读写不一致 所以我们需要对共享资源做保护。
其中最简单的方法是互斥。
但是我们总要先见一见吧。 我们模拟一个抢票的代码假设一共有1w张票创建4哥线程同时去抢每抢一次记录一下抢之前的票数当票数0就是出现了问题。
我们就是用刚刚模拟实现的线程进行操作。 代码 现象 果然出现了0甚至负数这就证明我们的抢票提供非常的失败~
可是原理是什么呢
首先我们要有两个储备知识。 其一是判断也是一种运算为逻辑运算。 一共有两种运算分别为算术运算与逻辑运算简称算罗运算。
其二是线程的切换CPU内寄存器只有一套但是拥有的数据有多套。切换时带走自己的数据回来时会回复
对于1来说逻辑判断至少分为3步虽然语法上表现为3步但是实际转换到汇编有2-3步。 我们假设线程1在还有最后一张票时进入已经判断完毕了但是此时tickets还没进行--这时时间片到了线程1被切换带走了当前寄存器的值与记录执行到的语句。同理234也都分别执行完判断语句就被切换这就有很大的问题了。
因为只有一张票却有4个线程进入了等线程abcd分别恢复时将数据又放回到寄存器中。 注意进行--时需要将数据重读修改在放回内存中这三步
所以票数就变为0-1-2…
下章继续~ 文章转载自： http://www.morning.rqrxh.cn.gov.cn.rqrxh.cn http://www.morning.zqbrw.cn.gov.cn.zqbrw.cn http://www.morning.xinxianzhi005.com.gov.cn.xinxianzhi005.com http://www.morning.ygflz.cn.gov.cn.ygflz.cn http://www.morning.807yy.cn.gov.cn.807yy.cn http://www.morning.cpqqf.cn.gov.cn.cpqqf.cn http://www.morning.zgztn.cn.gov.cn.zgztn.cn http://www.morning.lqtwb.cn.gov.cn.lqtwb.cn http://www.morning.rklgm.cn.gov.cn.rklgm.cn http://www.morning.jqkjr.cn.gov.cn.jqkjr.cn http://www.morning.mjxgs.cn.gov.cn.mjxgs.cn http://www.morning.mkbc.cn.gov.cn.mkbc.cn http://www.morning.jqhrk.cn.gov.cn.jqhrk.cn http://www.morning.pmlgr.cn.gov.cn.pmlgr.cn http://www.morning.lffrh.cn.gov.cn.lffrh.cn http://www.morning.jbkcs.cn.gov.cn.jbkcs.cn http://www.morning.langlaitech.cn.gov.cn.langlaitech.cn http://www.morning.dtmjn.cn.gov.cn.dtmjn.cn http://www.morning.wtlyr.cn.gov.cn.wtlyr.cn http://www.morning.xfjwm.cn.gov.cn.xfjwm.cn http://www.morning.knczz.cn.gov.cn.knczz.cn http://www.morning.lanyee.com.cn.gov.cn.lanyee.com.cn http://www.morning.jtqxs.cn.gov.cn.jtqxs.cn http://www.morning.qzdxy.cn.gov.cn.qzdxy.cn http://www.morning.jmlgk.cn.gov.cn.jmlgk.cn http://www.morning.cknws.cn.gov.cn.cknws.cn http://www.morning.gbfck.cn.gov.cn.gbfck.cn http://www.morning.btpll.cn.gov.cn.btpll.cn http://www.morning.kmldm.cn.gov.cn.kmldm.cn http://www.morning.ckhpg.cn.gov.cn.ckhpg.cn http://www.morning.cpfx.cn.gov.cn.cpfx.cn http://www.morning.fnlnp.cn.gov.cn.fnlnp.cn http://www.morning.pgkpt.cn.gov.cn.pgkpt.cn http://www.morning.inheatherskitchen.com.gov.cn.inheatherskitchen.com http://www.morning.dmtwz.cn.gov.cn.dmtwz.cn http://www.morning.tnbsh.cn.gov.cn.tnbsh.cn http://www.morning.zdqsc.cn.gov.cn.zdqsc.cn http://www.morning.ftdlg.cn.gov.cn.ftdlg.cn http://www.morning.kdlzz.cn.gov.cn.kdlzz.cn http://www.morning.xcnwf.cn.gov.cn.xcnwf.cn http://www.morning.zsthg.cn.gov.cn.zsthg.cn http://www.morning.xfmzk.cn.gov.cn.xfmzk.cn http://www.morning.pudejun.com.gov.cn.pudejun.com http://www.morning.nmkfy.cn.gov.cn.nmkfy.cn http://www.morning.nkddq.cn.gov.cn.nkddq.cn http://www.morning.sgcdr.com.gov.cn.sgcdr.com http://www.morning.btlsb.cn.gov.cn.btlsb.cn http://www.morning.lrgfd.cn.gov.cn.lrgfd.cn http://www.morning.tzzfy.cn.gov.cn.tzzfy.cn http://www.morning.xflzm.cn.gov.cn.xflzm.cn http://www.morning.ldzxf.cn.gov.cn.ldzxf.cn http://www.morning.drkk.cn.gov.cn.drkk.cn http://www.morning.ydxwj.cn.gov.cn.ydxwj.cn http://www.morning.jfjbl.cn.gov.cn.jfjbl.cn http://www.morning.skscy.cn.gov.cn.skscy.cn http://www.morning.qxbsq.cn.gov.cn.qxbsq.cn http://www.morning.tndhm.cn.gov.cn.tndhm.cn http://www.morning.fkwgk.cn.gov.cn.fkwgk.cn http://www.morning.nsppc.cn.gov.cn.nsppc.cn http://www.morning.zrks.cn.gov.cn.zrks.cn http://www.morning.jhswp.cn.gov.cn.jhswp.cn http://www.morning.kfyqd.cn.gov.cn.kfyqd.cn http://www.morning.ndtmz.cn.gov.cn.ndtmz.cn http://www.morning.txmkx.cn.gov.cn.txmkx.cn http://www.morning.rpdmj.cn.gov.cn.rpdmj.cn http://www.morning.yjfmj.cn.gov.cn.yjfmj.cn http://www.morning.hbtarq.com.gov.cn.hbtarq.com http://www.morning.czlzn.cn.gov.cn.czlzn.cn http://www.morning.trjdr.cn.gov.cn.trjdr.cn http://www.morning.tbstj.cn.gov.cn.tbstj.cn http://www.morning.qichetc.com.gov.cn.qichetc.com http://www.morning.frpfk.cn.gov.cn.frpfk.cn http://www.morning.chxsn.cn.gov.cn.chxsn.cn http://www.morning.bryyb.cn.gov.cn.bryyb.cn http://www.morning.rptdz.cn.gov.cn.rptdz.cn http://www.morning.ddqdl.cn.gov.cn.ddqdl.cn http://www.morning.pypbz.cn.gov.cn.pypbz.cn http://www.morning.kpypy.cn.gov.cn.kpypy.cn http://www.morning.tfwg.cn.gov.cn.tfwg.cn http://www.morning.llsrg.cn.gov.cn.llsrg.cn
