Linux-线程

目录

1. 线程概念

2. 线程vs进程

3. 线程的优缺点

4. 线程创建

4.1 pthread_create

4.2 pthread_self

5. 线程终止

5.1 return

5.2 pthread_exit

5.3 pthread_cancel

6. 线程等待

7. 线程分离


1. 线程概念

        线程:轻量级进程,在进程内部执行,是OS调度的基本单位;进程内部线程共用同一个地址空间,同一个页表,以及内存中的代码和数据,这些资源对于线程来说都是共享的资源 

        进程:在用户视角下,内核数据结构+该进程对应的代码和数据;在内核的视角下,承担分配系统资源的基本实体

        其实在之前没有了解线程之前的进程,就是一个只有一个主线程的进程

        现在又该如何理解线程和进程之间的关系呢?

         线程和进程之间就像家庭成员和家庭之间的概念,家庭是由所有家庭成员共同组成的,在这个社会中可能有三口之家,五口之家

        我们在社会中被描述为一个整体,比如户口本就是按家庭发放的,房屋是按家庭建造的,社会资源按家庭分配的,例如疫情期间买菜

        家庭成员和家庭之间的关系就是一荣俱荣,一损俱损的关系(线程异常时会触发信号机制,终止进程,内核所有线程都会退出

        我们在家庭中扮演不同的角色,也在使用不同的资源,家庭负责分配这些资源,其中有大部分资源是家庭成员之间共享的,比如卫生间,客厅,但总有一个房间是给你住的,作为你的私人空间

        家庭资源:空间,数据

        私人空间:后面会说

         在Linux中,没有专门为线程管理,创建新的数据结构,而是沿用了进程的task_struct,用它来模拟线程,线程和进程有很多共性,为此Linux下的所有版本都安装了pthread系统库,为了提供用户使用的接口

        库底层调用了clone系统接口,所以系统提供一部分,库提供一部分,就组成了Linux下的线程

        所以使用线程库的时候,需要包含头文件<pthread.h>,编译时需要-lpthread

        线程共享进程数据,但也拥有自己的一部分数据

线程独有:

  • 线程ID
  • 一组寄存器(上下文)
  • 独立栈结构
  • errno变量在线程内部
  • 信号屏蔽字(block)
  • 调度优先级

线程共有:

  • 文件描述符表
  • 信号处理方式
  • 当前工作目录
  • 用户id和组id(权限)

        线程独立的栈结构(保存临时数据)和上下文数据,体现了线程的动态属性

线程如何实现独立的栈结构:

        线程库提供了线程创建接口,它会在地址空间的共享区中创建对应线程的栈结构,其实在上面系统接口中就有所体现clone中有一个参数child_stack的指针,栈地址,栈的组成应该是系统提供的

        通过clone系统接口的第一个参数函数指针,其实如何让线程执行自己代码,其实就是执行函数代码

2. 线程vs进程

        进程是资源分配的基本单位

        线程是CPU调度的基本单位

        线程切换的成本更低

        因为线程间共享地址空间和页表,这些不需要切换

        其次,CPU内部有L1~L3 的 cache 高速缓存(对内存的代码和数据根据局部性原理,预读到CPU内部,进而提高效率)也不用切换

3. 线程的优缺点

优点:

  • 创建,切换,占用资源都比进程小
  • 能充分利用多处理器可并行的数量
  • 在等待慢速IO操作结束的同时,程序可以执行其他任务
  • 计算密集型应用,为了能在多处理器系统上运行,将计算分解到多个线程中
  • IO密集型应用,为了提高性能,将IO操作重叠,可以同时等待不同的IO

缺点:

        缺乏访问控制(后续会学互斥,同步,信号量来解决这一问题)


4. 线程创建

        这里介绍pthread线程库的接口,他们都有一个规律,函数都是以pthread_为开头,且函数的返回值都是成功返回0,失败返回errno,因为每一个线程都有独立的errno

4.1 pthread_create

函数功能:
        创建一个线程

参数:

        thread:输出型参数,返回线程ID(NPTL后面解释)

        attr:设置线程属性,一般为nullptr

        start_routine: 线程执行的函数地址,函数类型必须参数和返回值都是void*

        arg:作为传给线程函数的参数

        线程ID有两个,一个属于OS系统层面的,一个属于NPTL(Nativa POSIX Thread Libaray本地可移植性操作系统接口线程库)本地线程库层面的

        在Linux内核中,OS其实在调度的时候并不知道是线程还是进程,它只认识task_struct

struct task_atruct
{pid_t pid;pid_t tgid; // Thread Group IDstruct task_struct *group_leadler;struct list_head thread_group;// ...
}

        在操作系统看来它最关心的是pid作为线程的唯一标识符,而tgid则是线程组的id,也就是进程id。在用户层调用getpid()不论是在哪个线程内部,返回的都是进程的id,所以其实getpid()底层获取的是task_struct的tgid。

        用户可以通过指令查看当前的进程id

ps -eLf

        其中选项-L会显示LWP:线程id 和 NLWP:线程组内线程个数

        在线程组内,所有的线程都是对等关系

        pthread_t 类型其实是线程库里定义的线程id,其实就是线程结构体在地址空间的起始地址,线程库的线程id用于线程库接口的使用

4.2 pthread_self

 函数功能:

        获得自己的线程ID,返回值就是


5. 线程终止

5.1 return

        return返回值可以设为nullptr标识什么都不返回,也可以返回指针指向的全局静态或者动态分配的空间,但是不能返回栈上的临时数据,因为线程终止时,线程的栈会被销毁

5.2 pthread_exit

函数功能:

        终止自己这个线程

参数:

        retval:和return返回的值一个道理

5.3 pthread_cancel

函数功能:

        终止一个正在执行的线程,一般用于终止其他线程

参数:

        thread:要被终止的线程id

注意:

        pthread_cancel(pthread_self());不推荐这样做,因为这样操作是未定义的,会出现奇怪的错误


6. 线程等待

        已经退出的线程如果不等待回收,其空间没有被释放,会处于“僵尸”状态,造成内存泄漏

函数功能:
        等待回收线程

参数:

        thread:被等待的线程id

        retval:输出型参数,用于获取线程终止时的返回值,不关心设置nullptr,因为线程的返回值是void*,所以在函数内部拿到这个值,就要void**

        当return/pthread_exit终止时,拿到线程函数的返回值

        当pthread_cancel异常终止时,拿到PTHREAD_CANCELED(-1)


7. 线程分离

        一般创建的线程都需要pthread_join等待,但若不关心线程的返回值,join就是一种负担,分离线程,线程退出时,自动释放资源

函数功能:

        线程分离

参数:

        thread:线程id

注意:

        1. pthread_detach(pthread_self());这里可以使用

        2. joinable和分离是冲突的,一个线程不能同时被等待,又被分离

完。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/pingmian/12416.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

谷歌Gemini时代来了!加固搜索护城河、赋能全家桶,Gemini 1.5 Pro升级至200万token

3 月中旬&#xff0c;谷歌宣布 Google I/O 定档北京时间 5 月 15 日凌晨 1 点。而当大会开幕时间临近&#xff0c;本应是讨论度最高的时候&#xff0c;「宿敌」OpenAI 却半路杀出&#xff0c;抢先一天&#xff0c;仅耗时 27 分钟就发布了颠覆性巨作 GPT-4o&#xff0c;将新一轮…

PyTorch中定义自己的数据集

文章目录 1. 简介2. 查看PyTorch自带的数据集(可视化)3. 准备材料3.1 图片数据3.2 标签数据 4. 方法 1. 简介 尽管PyTorch提供了许多自带的数据集&#xff0c;如MNIST、CIFAR-10、ImageNet等&#xff0c;但它们对于没有经验的用户来说&#xff0c;理解数据加载器的工作原理以及…

【启程Golang之旅】环境设置、工具安装与代码实践

欢迎来到Golang的世界&#xff01;在当今快节奏的软件开发领域&#xff0c;选择一种高效、简洁的编程语言至关重要。而在这方面&#xff0c;Golang&#xff08;又称Go&#xff09;无疑是一个备受瞩目的选择。在本文中&#xff0c;带领您探索Golang的世界&#xff0c;一步步地了…

【Web后端】MVC模式

1、简介 MVC模式&#xff0c;全称Model-View-Controller&#xff08;模型-视图-控制器&#xff09;模式&#xff0c;是一种软件设计典范&#xff0c;它将应用程序的用户界面&#xff08;视图&#xff09;和业务逻辑&#xff08;模型&#xff09;分离&#xff0c;同时提供了一个…

K8S内容

K8S介绍 1、故障迁移:当某一个node节点关机或挂掉后&#xff0c;node节点上的服务会自动转移到另一个node节点上&#xff0c;这个过程所有服务不中断。这是docker或普通云主机是不能做到的 2、资源调度:当node节点上的cpu、内存不够用的时候&#xff0c;可以扩充node节点&…

​​​【收录 Hello 算法】6.2 哈希冲突

目录 6.2 哈希冲突 6.2.1 链式地址 6.2.2 开放寻址 1. 线性探测 2. 平方探测 3. 多次哈希 6.2.3 编程语言的选择 6.2 哈希冲突 上一节提到&#xff0c;通常情况下哈希函数的输入空间远大于输出空间&#xff0c;因此理论上哈希冲突是不可避免的。比如&a…

LeetCode题练习与总结:不同的二叉搜索树--96

一、题目描述 给你一个整数 n &#xff0c;求恰由 n 个节点组成且节点值从 1 到 n 互不相同的 二叉搜索树 有多少种&#xff1f;返回满足题意的二叉搜索树的种数。 示例 1&#xff1a; 输入&#xff1a;n 3 输出&#xff1a;5示例 2&#xff1a; 输入&#xff1a;n 1 输出&…

从需求角度介绍PasteSpider(K8S平替部署工具)

你是否被K8S的强大而吸引&#xff0c;我相信一部分人是被那复杂的配置和各种专业知识而劝退&#xff0c;应该还有一部分人是因为K8S太吃资源而放手&#xff01; PasteSpider是一款使用c#编写的linux容器部署工具&#xff0c;简单易上手&#xff0c;非常节省资源&#xff0c;支持…

shell脚本实现linux系统自动化配置免密互信

目录 背景脚本功能脚本内容及使用方法 1.背景 进行linux自动化运维时需要先配置免密&#xff0c;但某些特定场景下&#xff0c;做了互信的节点需要取消免密&#xff0c;若集群庞大节点数量多时&#xff0c;节点两两之间做互信操作非常麻烦&#xff0c;比如有五个节点&#x…

C++——动态规划

公共子序列问题 ~待补充 最长公共子序列 对于两个字符串A和B&#xff0c;A的前i位和B的前j位的最大公共子序列必然是所求解的一部分&#xff0c;设dp[i][j]为串A前i位和B串前j位的最长公共子序列的长度&#xff0c;则所求答案为dp[n][m]&#xff0c;其中n&#xff0c;m分别为…

微信小程序主体变更的操作教程

小程序迁移变更主体有什么作用&#xff1f;进行小程序主体迁移变更&#xff0c;那可是益处多多呀&#xff01;比方说&#xff0c;能够解锁更多权限功能&#xff1b;在公司变更或注销时&#xff0c;还能保障账号的正常使用&#xff1b;此外&#xff0c;收购账号后&#xff0c;也…

详解xlsxwriter 操作Excel的常用API

我们知道可以通过pandas 对excel 中的数据进行处理分析&#xff0c;但是pandas本身对格式化数据方面提供了很少的支持&#xff0c;如果我们想对pandas进行数据分析后的数据进行格式化相关操作&#xff0c;我们可以使用xlsxwriter&#xff0c;本文就对xlsxwriter的常见excel格式…

Salesforce AI研究: 从奖励建模到在线RLHF工作流

摘要 该研究在本技术报告中介绍了在线迭代基于人类反馈的强化学习(Online Iterative Reinforcement Learning from Human Feedback, RLHF)的工作流程,在最近的大语言模型(Large Language Model, LLM)文献中,这被广泛报道为大幅优于其离线对应方法。然而,现有的开源RLHF项目仍然…

Android存储文件路径的区别

一、Android存储简介 Android系统分为内部存储和外部存储 从Android6.0开始不断在更新存储权限 外部存储路径的开头&#xff1a;storage/emulated/0 内部存储文件路径的开头&#xff1a;/data/user/0/应用的包名&#xff08;packageName&#xff09; 在设备上对应的目录为/data…

Linux的命名管道 共享内存

目录 命名管道 mkfifo函数 unlink函数 命名管道类 服务端 客户端 共享内存 shmget函数 ftok函数 key和shmid的区别 snprintf函数 ipcs指令 ipcrm指令 shmctl函数 shmat函数 void*做返回值 创建共享内存空间 服务端 客户端 命名管道 基本概念&#xff1…

笔记本黑屏,重新开机主板没有正常运作的解决办法

拆开笔记本后壳&#xff0c;打开看到主板&#xff0c;将主板上的这颗纽扣电池拆下来&#xff0c;如果是带连接线的&#xff08;如下图&#xff09;&#xff0c;可以将接口处线头拔出&#xff0c;等1分钟再把线接上。 ------------- 以下是科普 首先&#xff0c;电脑主板上的这…

力扣例题(循环队列)

链接 . - 力扣&#xff08;LeetCode&#xff09; 描述 思路 我们使用数组来创建循环队列 数组的大小我们就额外对开辟一块空间 MyCircularQueue(k) 开辟一个结构体&#xff0c;存放队列的相关数据 分别为size,数组指针_a,起始位置head,结束位置tail 注意&#xff1a;我们…

移动端自动化测试工具 Appium 之持续集成

文章目录 一、背景二、前置条件三、代码部分1、pom.xml文件配置2、main入口代码 四、Jenkins 部分1、下载Jenkins2、安装插件3、job配置4、选择构建 五、工程目录六、报告示例七、总结 一、背景 持续集成是老生话谈的事情&#xff0c;用的好不好&#xff0c;看自己公司与使用场…

能播放SWF文件的FlashPlayer播放器

问题&#xff1a; 你是不是遇到了 flash 动画 放不了了&#xff1f; 以前的flash游戏玩不了了 在网上很难找到好用的&#xff0c;免费Flashplayer播放器&#xff0c; 找到的也没法保存.exe 以前买的课件放不了了 一打开就更新提示&#xff1a; 再不就是意外能打开了但【创建…

IBM Granite模型开源:推动软件开发领域的革新浪潮

每周跟踪AI热点新闻动向和震撼发展 想要探索生成式人工智能的前沿进展吗&#xff1f;订阅我们的简报&#xff0c;深入解析最新的技术突破、实际应用案例和未来的趋势。与全球数同行一同&#xff0c;从行业内部的深度分析和实用指南中受益。不要错过这个机会&#xff0c;成为AI领…