多线程的那点儿事.doc
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1、多线程的那点儿事(之大结局)多线程一直是我比较喜欢的话题,当然也是很多朋友比较害怕的话题。喜欢它,因为它确实可以提高 pc 的使用效率;讨厌它,因为如果对它处理不好,反而会导致更大的麻烦。这里断断续续写了这么多,没有什么新意,主要是想结合自己这么多年的个人经历谈一谈自己的想法而已。真心希望这些文章能够达到抛砖引玉的效果,更多的达人可以奉献出自己的经验和方法。谢谢(01) 多线程的哪些儿事(优先级反转)(02)多线程的哪些儿事(多核编程)(03) 多线程的哪些儿事(多线程数据结构)(04) 多线程的哪些儿事(无锁链表)(05)多线程的哪些儿事(顺序锁)(06)多线程的哪些儿事(无锁队列)(07)
2、多线程的哪些儿事(多线程调试)(08)多线程的哪些儿事(避免死锁)(09) 多线程的哪些儿事(生产者- 消费者)(10)多线程的哪些儿事(嵌套锁)(11)多线程的哪些儿事(读写锁)(12)多线程的哪些儿事(原子锁)(13) 多线程的哪些儿事(C+锁)(14) 多线程的哪些儿事(windows 锁)(15)多线程的哪些儿事(自旋锁)(16)多线程的哪些儿事(数据互斥)(17)多线程的哪些儿事(数据同步)(18)多线程的哪些儿事(死锁)(19)多线程的哪些儿事(基础篇)多线程的哪些儿事(基础篇) 。多线程编程是现代软件技术中很重要的一个环节。要弄懂多线程,这就要牵涉到多进程?当然,要了解到多进程,
3、就要涉及到操作系统。不过大家也不要紧张,听我慢慢道来。这其中的环节其实并不复杂。(1)单 CPU 下的多线程在没有出现多核 CPU 之前,我们的计算资源是唯一的。如果系统中有多个任务要处理的话,那么就需要按照某种规则依次调度这些任务进行处理。什么规则呢?可以是一些简单的调度方法,比如说1)按照优先级调度2)按照 FIFO 调度3)按照时间片调度等等当然,除了 CPU 资源之外,系统中还有一些其他的资源需要共享,比如说内存、文件、端口、socket 等。既然前面说到系统中的资源是有限的,那么获取这些资源的最小单元体是什么呢,其实就是进程。举个例子来说,在 linux 上面每一个享有资源的个体称为
4、 task_struct,实际上和我们说的进程是一样的。我们可以看看 task_struct(linux 0.11 代码)都包括哪些内容,cpp view plaincopy1. struct task_struct 2. /* these are hardcoded - dont touch */ 3. long state; /* -1 unrunnable, 0 runnable, 0 stopped */ 4. long counter; 5. long priority; 6. long signal; 7. struct sigaction sigaction32; 8. long
5、 blocked; /* bitmap of masked signals */ 9. /* various fields */ 10. int exit_code; 11. unsigned long start_code,end_code,end_data,brk,start_stack; 12. long pid,father,pgrp,session,leader; 13. unsigned short uid,euid,suid; 14. unsigned short gid,egid,sgid; 15. long alarm; 16. long utime,stime,cutime
6、,cstime,start_time; 17. unsigned short used_math; 18. /* file system info */ 19. int tty; /* -1 if no tty, so it must be signed */ 20. unsigned short umask; 21. struct m_inode * pwd; 22. struct m_inode * root; 23. struct m_inode * executable; 24. unsigned long close_on_exec; 25. struct file * filpNR
7、_OPEN; 26. /* ldt for this task 0 - zero 1 - cs 2 - ds 28. /* tss for this task */ 29. struct tss_struct tss; 30. ; 每一个 task 都有自己的 pid,在系统中资源的分配都是按照 pid 进行处理的。这也就说明,进程确实是资源分配的主体。这时候,可能有朋友会问了,既然 task_struct 是资源分配的主体,那为什么又出来thread?为什么系统调度的时候是按照 thread 调度,而不是按照进程调度呢?原因其实很简单,进程之间的数据沟通非常麻烦,因为我们之所以把这些进程分开
8、,不正是希望它们之间不要相互影响嘛。假设是两个进程之间数据传输,那么需要如果需要对共享数据进行访问需要哪些步骤呢,1)创建共享内存2)访问共享内存 -系统调用-读取数据3)写入共享内存 -系统调用-写入数据要是写个代码,大家可能就更明白了,cpp view plaincopy1. #include 2. #include 3. 4. int value = 10; 5. 6. int main(int argc, char* argv) 7. 8. int pid = fork(); 9. if(!pid) 10. Value = 12; 11. return 0; 12. 13. print
9、f(“value = %dn“, value); 14. return 1; 15. 上面的代码是一个创建子进程的代码,我们发现打印的 value 数值还是 10。尽管中间创建了子进程,修改了 value 的数值,但是我们发现打印下来的数值并没有发生改变,这就说明了不同的进程之间内存上是不共享的。那么,如果修改成 thread 有什么好处呢?其实最大的好处就是每个 thread 除了享受单独cpu 调度的机会,还能共享每个进程下的所有资源。要是调度的单位是进程,那么每个进程只能干一件事情,但是进程之间是需要相互交互数据的,而进程之间的数据都需要系统调用才能应用,这在无形之中就降低了数据的处理效
10、率。(2)多核 CPU 下的多线程没有出现多核之前,我们的 CPU 实际上是按照某种规则对线程依次进行调度的。在某一个特定的时刻,CPU 执行的还是某一个特定的线程。然而,现在有了多核 CPU,一切变得不一样了,因为在某一时刻很有可能确实是 n 个任务在 n 个核上运行。我们可以编写一个简单的 open mp 测试一下,如果还是一个核,运行的时间就应该是一样的。cpp view plaincopy1. #include 2. #define MAX_VALUE 10000000 3. 4. double _test(int value) 5. 6. int index; 7. double r
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