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linux线程通讯

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    [LV.7]常住居民III

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    發表於 2013-12-18 15:27:36

    线程间无需特别的手段进行通信,因为线程间可以共享数据结构,也就是一个全局变量可以被两个线程同时使用。不过要注意的是线程间需要做好同步,一般用mutex。可以参考一些比较新的UNIX/Linux编程的书,都会提到Posix线程编程,比如《UNIX环境高级编程(第二版)》、《UNIX系统编程》等等。 linux的消息属于IPC,也就是进程间通信,线程用不上。

    linux用pthread_kill对线程发信号。 另:windows下不是用post..(你是说PostMessage吗?)进行线程通信的吧?

    windows用PostThreadMessage进行线程间通信,但实际上极少用这种方法。还是利用同步多一些 LINUX下的同步和Windows原理都是一样的。不过Linux下的singal中断也很好用。

    用好信号量,共享资源就可以了。

    使用多线程的理由之一是和进程相比,它是一种非常"节俭"的多任务操作方式。我们知道,在Linux系统下,启动一个新的进程必须分配给它独立的地址空间,建立众多的数据表来维护它的代码段、堆栈段和数据段,这是一种"昂贵"的多任务工作方式。而运行于一个进程中的多个线程,它们彼此之间使用相同的地址空间,共享大部分数据,启动一个线程所花费的空间远远小于启动一个进程所花费的空间,而且,线程间彼此切换所需的时间也远远小于进程间切换所需要的时间。

      使用多线程的理由之二是线程间方便的通信机制。对不同进程来说,它们具有独立的数据空间,要进行数据的传递只能通过通信的方式进行,这种方式不仅费时,而且很不方便。线程则不然,由于同一进程下的线程之间共享数据空间,所以一个线程的数据可以直接为其它线程所用,这不仅快捷,而且方便。当然,数据的共享也带来其他一些问题,有的变量不能同时被两个线程所修改,有的子程序中声明为static的数据更有可能给多线程程序带来灾难性的打击,这些正是编写多线程程序时最需要注意的地方。
    1、简单的多线程程序

       首先在主函数中,我们使用到了两个函数,pthread_create和pthread_join,并声明了一个pthread_t型的变量。
    pthread_t在头文件pthread.h中已经声明,是线程的标示符

       函数pthread_create用来创建一个线程,函数原型:

    extern int pthread_create __P ((pthread_t *__thread, __const pthread_attr_t *__attr,void *(*__start_routine) (void *), void *__arg));

      第一个参数为指向线程标识符的指针,第二个参数用来设置线程属性,第三个参数是线程运行函数的起始地址,最后一个参数是运行函数的参数。若我们的函数thread不需要参数,所以最后一个参数设为空指针。第二个参数我们也设为空指针,这样将生成默认属性的线程。对线程属性的设定和修改我们将在下一节阐述。当创建线程成功时,函数返回0,若不为0则说明创建线程失败,常见的错误返回代码为EAGAIN和EINVAL。前者表示系统限制创建新的线程,例如线程数目过多了;后者表示第二个参数代表的线程属性值非法。创建线程成功后,新创建的线程则运行参数三和参数四确定的函数,原来的线程则继续运行下一行代码。
    函数pthread_join用来等待一个线程的结束。函数原型为:

      extern int pthread_join __P ((pthread_t __th, void **__thread_return));

      第一个参数为被等待的线程标识符,第二个参数为一个用户定义的指针,它可以用来存储被等待线程的返回值。这个函数是一个线程阻塞的函数,调用它的函数将一直等待到被等待的线程结束为止,当函数返回时,被等待线程的资源被收回。一个线程的结束有两种途径,一种是象我们上面的例子一样,函数结束了,调用它的线程也就结束了;另一种方式是通过函数pthread_exit来实现。它的函数原型为:

      extern void pthread_exit __P ((void *__retval)) __attribute__ ((__noreturn__));

      唯一的参数是函数的返回代码,只要pthread_join中的第二个参数thread_return不是NULL,这个值将被传递给thread_return。最后要说明的是,一个线程不能被多个线程等待,否则第一个接收到信号的线程成功返回,其余调用pthread_join的线程则返回错误代码ESRCH。

    2、修改线程的属性
    设置线程绑定状态的函数为pthread_attr_setscope,它有两个参数,第一个是指向属性结构的指针,第二个是绑定类型,它有两个取值:PTHREAD_SCOPE_SYSTEM(绑定的)和PTHREAD_SCOPE_PROCESS(非绑定的)。下面的代码即创建了一个绑定的线程。

    #include
    pthread_attr_t attr;
    pthread_t tid;

    /*初始化属性值,均设为默认值*/
    pthread_attr_init(&attr);
    pthread_attr_setscope(&attr, PTHREAD_SCOPE_SYSTEM);

    pthread_create(&tid, &attr, (void *) my_function, NULL);

    3、线程的数据处理

    和进程相比,线程的最大优点之一是数据的共享性,各个进程共享父进程处沿袭的数据段,可以方便的获得、修改数据。但这也给多线程编程带来了许多问题。我们必须当心有多个不同的进程访问相同的变量。许多函数是不可重入的,即同时不能运行一个函数的多个拷贝(除非使用不同的数据段)。在函数中声明的静态变量常常带来问题,函数的返回值也会有问题。因为如果返回的是函数内部静态声明的空间的地址,则在一个线程调用该函数得到地址后使用该地址指向的数据时,别的线程可能调用此函数并修改了这一段数据。在进程中共享的变量必须用关键字volatile来定义,这是为了防止编译器在优化时(如gcc中使用-OX参数)改变它们的使用方式。为了保护变量,我们必须使用信号量、互斥等方法来保证我们对变量的正确使用。

    4、互斥锁

    互斥锁用来保证一段时间内只有一个线程在执行一段代码。必要性显而易见:假设各个线程向同一个文件顺序写入数据,最后得到的结果一定是灾难性的


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    發表於 2013-12-18 15:28:06
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