pthread

0. 介绍

• Linux下的线程机制

  • 进程与线程之间是有区别的，不过linux内核只提供了轻量进程的支持，未实现线程模型。Linux是一种“多进程单线程”的操作系统。Linux本身只有进程的概念，而其所谓的“线程”本质上在内核里仍然是进程。
    

  ​ 大家知道，进程是资源分配的单位，同一进程中的多个线程共享该进程的资源（如作为共享内存的全局变量）。Linux中所谓的“线程”只是在被创建时clone了父进程的资源，因此clone出来的进程表现为“线程”，这一点一定要弄清楚。因此，Linux“线程”这个概念只有在打冒号的情况下才是最准确的。
  

  ​ 目前Linux中最流行的线程机制为LinuxThreads，所采用的就是线程－进程“一对一”模型，调度交给核心，而在用户级实现一个包括信号处理在内的线程管理机制。LinuxThreads由Xavier Leroy (Xavier.Leroy@inria.fr)负责开发完成，并已绑定在GLIBC中发行，它实现了一种BiCapitalized面向Linux的Posix 1003.1c “pthread”标准接口。Linuxthread可以支持Intel、Alpha、MIPS等平台上的多处理器系统。
  

• 编译：gcc -o a a.c -lpthread
  因为线程机制一开始Linux中是没有的，后来加进去的，所以是以库的形式存在的。
  按照POSIX 1003.1c 标准编写的程序与Linuxthread 库相链接即可支持Linux平台上的多线程，在程序中需包含头文件pthread. h，在编译链接时需要加参数-lpthread

1. pthread_creat/join

• creat : 创建一个新的线程
• join ：等待某线程终止

2. pthread_mutex_lock/unlock

• lock : 等待互斥锁解开后，在锁住互斥量
• unlock : 给互斥量解锁

3. pthread_cond_wait

• 功能：使线程挂起，等待某个条件变量的信号

• 实现（猜测）：

  1. release lock: 对互斥对象解锁，使得其他线程能够访问互斥量
  2. suspend && wait for cond：挂起，等待特定条件发生
  3. wait up：特定条件发生后，本函数被唤醒
  4. get lock：试图获取互斥对象锁

• Example

  In thread1(main thread):
  		pthread_mutex_lock(&m_mutex);   
          pthread_cond_wait(&m_cond,&m_mutex);   
          pthread_mutex_unlock(&m_mutex);  
  In Thread2:
          pthread_mutex_lock(&m_mutex);   
          pthread_cond_signal(&m_cond);   
          pthread_mutex_unlock(&m_mutex);  
  
  
  
  

  • Qus1: 为什么要和pthread_mutex_lock/unlock一起使用
    Ans1: 这是为了应对 线程1在调用pthread_cond_wait()但线程1还没有进入wait cond的状态的时候，此时线程2调用了cond_singal 的情况。 如果不用mutex锁的话，这个cond_singal就丢失了。加了锁的情况是，线程2必须等到 线程1 pthread_cod_wait的mutex 被释放后才能调用cond_singal

  • In thread2:
    		// cond1:
            pthread_mutex_lock
                xxxxxxx
            pthread_cond_signal				// 在中间
            pthread_mutex_unlock
        	// cond2:
            pthread_mutex_lock
                xxxxxxx
            pthread_mutex_unlock
            pthread_cond_signal    			// 在unlock后
    

    Qus2：是使用cond1还是cond2 ？？

    Ans2：cond1: 缺点：在某下线程的实现中，会造成等待线程从内核中唤醒（由于cond_signal)然后又回到内核空间（因为cond_wait返回后会有原子加锁的 行为），所以一来一回会有性能的问题。但是在LinuxThreads或者NPTL里面，就不会有这个问题，因为在Linux 线程中，有两个队列，分别是cond_wait队列和mutex_lock队列， cond_signal只是让线程从cond_wait队列移到mutex_lock队列，而不用返回到用户空间，不会有性能的损耗。
    
    所以在Linux中推荐使用这种模式。
    cond2: 优点：不会出现之前说的那个潜在的性能损耗，因为在signal之前就已经释放锁了
    
    缺点：如果unlock和signal之前，有个低优先级的线程正在mutex上等待的话，那么这个低优先级的线程就会抢占高优先级的线程（cond_wait的线程)，而这在上面的放中间的模式下是不会出现的。s

    
    PS:我在测试过程中并未发现cond1中所说的有2个队列，调用cond_signal后我这里出现的情况是其他线程在竞争，并没有返回到cond_wait的线程中。
    具体代码见：github: linux/uulp/test/thread/count/twocount4.c

4. pthread_cond_signal

• 功能：唤醒一个正在等待的线程

  未完待续。。。。。

标签：线程,lock,cond,pthread,mutex,wait
来源： https://www.cnblogs.com/rogerg6/p/16582833.html