1-5linux系统编程——线程并发

线程并发要求

线程并发性

同步:进程/线程中的部分指令需要按照一定的顺序前后执行
异步:进程/线程之前的指令执行顺序无序
竞争:对于有限资源的共享使用过程中产生的竞争过程
互斥:对于共享资源的操作同时只能有一个进程/线程
死锁:互相等待资源
饥饿:长时间无法获取资源

exec 替换 进程空间

exit 退出程序,相关联的程序被挂起(堵塞状态)
线程退出pthread_exit
地址值当整数
线程在运行中,要防止另一条线程更改变量或变量地址

sem族函数

sem_open,计算机用语。意思是创建并初始化有名信号灯
sem_init
#include<semaphore.h>
sem_init() 初始化一个定位在 sem 的匿名信号量

sem_destroy() 销毁由sem指向的匿名信号量

sem_post是给信号量的值加上一个“1”,它是一个“原子操作”——即同时对同一个信号量做加“1”操作的两个线程是不会冲突的;而同 时对同一个文件进行读、加和写操作的两个程序就有可能会引起冲突

sem_wait函数也是一个原子操作,它的作用是从信号量的值减去一个“1”,但它永远会先等待该信号量为一个非零值才开始做减法
信号量的数据类型为结构sem_t,它本质上是一个长整型的数

单线程处理函数分步加法

#include<stdio.h>
#include<pthread.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>

//定义传递个线程的参数结构类型
struct thread_arg
{
    int thread_no;//线程编号
    int lower;//区间首
    int upper;//区间末
};
//定义用于接收线程计算返回值
struct  thread_arg argument1 , argument2;

void *add_thread_func(void *arg);


int main (int argc , char *argv[])
{
    pthread_t thread_id1;
    pthread_t thread_id2;
    //定义指向线程返回结果空间的地址
    int *psum1 = NULL;
    int *psum2 = NULL;

    //创建线程1
    argument1.thread_no=1;
    argument1.lower=1;
    argument1.upper=50;
    pthread_create(&thread_id1, NULL, add_thread_func, &argument1);
    //创建线程2
    argument2.thread_no=2;
    argument2.lower=51;
    argument2.upper=100;
    pthread_create(&thread_id2, NULL, add_thread_func, &argument2);

    //等待线程退出,并接受线程返回值
    pthread_join(thread_id1, &psum1);
    pthread_join(thread_id2, &psum2);

    printf("sum=%d\n",*psum1 + *psum2);

    free(psum1);
    free(psum2);
    return 0;
}

//线程函数
void *add_thread_func(void *arg)
{
    struct thread_arg  *p_arg = (struct thread_arg *)arg;
    int i=0;
    int sum =0;
    int *p_res = NULL;
    //累和
    for (i=p_arg->lower;i<p_arg->upper+1;i++ )
        sum+=i;
    //开辟空间存放结果
    p_res = (int *)malloc(sizeof(int));
    *p_res=sum;
    //线程返回结果并退出
    pthread_exit (p_res);
}

互斥锁交替执行双线程

#include<stdio.h>
#include<pthread.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>


pthread_mutex_t mutex ;//线程互斥锁

void thread_func1(void *arg);//线程1
void thread_func2(void *arg);//线程2

int main (int argc , char *argv[])
{
    pthread_t thread_id1;//用于声明线程ID
    pthread_t thread_id2;

    pthread_mutex_init(&mutex,NULL);//互斥锁初始化

    pthread_create(&thread_id1,NULL,thread_func1,NULL);
    pthread_create(&thread_id2,NULL,thread_func2,NULL);

    pthread_join(thread_id1,NULL);
    pthread_join(thread_id2,NULL);
    printf("main thread exit\n");
    return 0;
}

//互斥锁的获取和释放必须成对出现
void thread_func1(void *arg)
{
    pthread_mutex_lock(&mutex);//获取互斥锁
    printf("pthread 1\n");
    pthread_mutex_unlock(&mutex);//释放互斥锁
}

//线程二
void thread_func2(void *arg)
{
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    printf("pthread 2\n");
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
}
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