好,了解之后切入正题,条件变量和信号量是各有千秋的,虽然大方向上都是为了实现线程同步,但是实现过程是有一定差异的。
lab7 会依赖 lab1~lab6 ,我们需要把做的 lab1~lab6 的代码填到 lab7 中缺失的位置上面。练习 0 就是一个工具的利用。这里我使用的是 Linux 下的系统已预装好的 Meld Diff Viewer 工具。和 lab6 操作流程一样,我们只需要将已经完成的 lab1~lab6 与待完成的 lab7 (由于 lab7 是基于 lab1~lab6 基础上完成的,所以这里只需要导入 lab6 )分别导入进来,然后点击 compare 就行了。
线程 为什么使用线程? 使用fork创建进程以执行新的任务,该方式的代价很高——子进程将父进程的所有资源都复制一遍。 多个进程之间不会直接共享内存。 进程是系统分配资源的基本单位,线程是进程的基本执行
信号量强调的是线程(或进程)间的同步:“信号量用在多线程多任务同步的,一个线程完成了某一个动作就通过信号量告诉别的线程,别的线程再进行某些动作(大家都在sem_wait的时候,就阻塞在那里)。当信号量为单值信号量时,也可以完成一个资源的互斥访问。信号量测重于访问者对资源的有序访问,在大多数情况下,同步已经实现了互斥,特别是所有写入资源的情况必定是互斥的。少数情况是指可以允许多个访问者同时访问资源。
在单线程的程序里,有两种基本的数据:全局变量和局部变量。但在多线程程序里,还有第三种数据类型:线程数据(TSD: Thread-Specific Data)。
Linux互斥与同步 零、前言 一、Linux线程互斥 1、基本概念及引入 2、互斥量mutex介绍 3、互斥量的使用 4、互斥量原理 二、可重入/线程安全 1、基本概念 2、线程安全 3、重入函数 4、联系与区别 三、常见锁概念 四、Linux线程同步 1、基本概念 2、条件变量的使用 3、条件变量等待 4、条件变量使用规范 五、POSIX信号量 1、信号量概念及介绍 2、信号量的使用 零、前言 本章主要讲解学习Linux中对多线程的执行中的同步与互斥 一、Linux线程互斥 1、基本概念及引入 互
同步问题是保证数据安全的情况下,让线程访问资源具有一定的顺序性,从而有效避免饥饿问题,叫做同步。
项目中遇到一个bug,因为接入了几家越狱平台:91、同步推、PP助手,在设备上安装了三个应用,启用其中任意一个,另外二个启动后无法创建发送socket消息,从而导致游戏直接死在登录那里,再次点击登录时线程才会被唤醒(无法发送的原因定位到,是因为在调用sem_post方法后无法将线程唤醒)。之后我尝试将信号量改为条件变量,就再也没有遇到那个问题了。具体改写的几个方法:
但是并不是非常完美,因为多线程常常伴有资源抢夺的问题,作为一个高级开发人员并发编程那是必须要的,同时解决线程安全也成了我们必须要要掌握的基础
这里介绍一下如何使用线程来实现并发的功能,如何使用互斥锁或者信号量来实现线程同步,如何使用条件变量来实现多线程之间的通信,借助条件变量,可以实现线程之间的协调,使得各个线程能够按照特定的条件进行等待或唤醒。
信号量用来干嘛的呢?搜寻答案的话,很多人都会告诉你主要用于线程同步的,意思就是线程通信的。简单来说,比如我运行了2个线程A和B,但是我希望B线程在A线程之前执行,那么我们就可以用信号量来处理。有些人可能会疑惑,那么麻烦干嘛?你不是要B线程先执行吗?那么我让A线程休眠一点时间不就可以了吗?没错,这个思路是可以的,但是如果B线程也因为某些原因(比如硬件,操作系统的原因)导致延缓执行了,这该怎么办?到底A线程该休眠多少时间合适呢?所以正确的做法就是在B线程阻塞,A线程去唤醒这个阻塞线程。
进程同步和通信是操作系统中的关键概念,它们在多进程或多线程环境中起着至关重要的作用。进程同步是指多个进程或线程之间按照一定的顺序执行,以避免竞争条件和不一致的结果。而进程通信则是指进程之间交换信息和共享资源的机制,使它们能够相互协作和协调工作。 进程同步和通信的重要性体现在以下几个方面:关面试中的应对能力和问题解决能力。
某一资源同时只允许一个访问者对其进行访问,具有唯一性和排它性。但互斥无法限制访问者对资源的访问顺序,即访问是无序的,线程间不需要知道彼此的存在。
现代操作系统基本都是多任务操作系统,即同时有大量可调度实体在运行。在多任务操作系统中,同时运行的多个任务可能:
1 条件变量 条件变量是一种同步机制,允许线程挂起,直到共享数据上的某些条件得到满足。 1.1 相关函数 #include <pthread.h> pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER; int pthread_cond_init(pthread_cond_t *cond, pthread_condattr_t*cond_attr); int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond); int
1、进程是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动,是系统进行资源分配和调度的基本单位,是操作系统结构的基础。
实际上就是解释ucore的哲学家就餐怎么实现的,内核级别的信号量怎么实现的,之后给出自己关于用户级别的信号量的设计方案,比较两者异同。
在计算机科学中,多线程是指一个进程中的多个线程共享该进程的资源。一般来说,多线程可以提高程序的执行效率,从而加快了应用程序的响应时间。Go语言作为一种现代化的编程语言,特别适合于开发高并发的网络服务。本文将介绍Golang的并发模型和同步机制。
在Java多线程编程中,重入锁(ReentrantLock) 和信号量(Semaphore)是两个极其重要的并发控制工具。相信大部分读者都应该比较熟悉它们的使用(如果不清楚的小伙伴,赶快拿出书本翻阅一下)。
---- Hello、Hello大家好,我是木荣,今天我们继续来聊一聊Linux中多线程编程中的重要知识点,详细谈谈多线程中同步和互斥机制。 同步和互斥 互斥:多线程中互斥是指多个线程访问同一资源时同时只允许一个线程对其进行访问,具有唯一性和排它性。但互斥无法限制访问者对资源的访问顺序,即访问是无序的; 同步:多线程同步是指在互斥的基础上(大多数情况),通过其它机制实现访问者对资源的有序访问。在大多数情况下,同步已经实现了互斥,特别是所有写入资源的情况必定是互斥的。少数情况是指可以允许多个访问者同时访问资源
线程同步是确保多个线程在访问共享资源时不会出现竞争条件的一种方法。本文主要是讲解一些常见的线程同步方法及其编写对应的代码,以下是一些常见的线程同步方法:
线程间的同步是指多个线程之间协调和控制彼此的执行顺序,以确保数据的一致性和正确性。常见的线程间同步的方式包括:
Java提供了许多功能强大的工具和技术,用于实现并发编程和解决资源争夺问题。在本文中,下面将介绍一些常用的Java并发编程概念、技术和解决方案。
不能拷贝互斥量变量,但可以拷贝指向互斥量的指针,这样就可以使多个函数或线程共享互斥量来实现同步。上面动态申请的互斥量需要动态的撤销。
我们进入信号区可以如果是读操作, 那么就可以允许它几个信号同时进行, 如果是写操作 ,那么就设置只能是一个信号进行。
多线程编程中,除了基本的创建线程和使用线程池外,更深层次的理解和掌握对于处理共享资源和同步控制是至关重要的。在本文中,我们将介绍Python中一些高级的多线程用法,包括共享资源的安全访问、锁的使用、条件变量以及信号量等。
进程与线程是操作系统中重要的概念,用于实现并发执行和资源管理。它们在计算机系统中扮演着不同的角色,并具有各自的特点。 进程是程序在执行过程中的一个实体,是资源分配的基本单位。一个进程可以包含多个线程,每个线程共享进程的资源,包括内存、文件句柄、打开的文件等。每个进程都有自己的地址空间和独立的执行状态,通过操作系统进行管理和调度。进程之间相互独立,彼此隔离,拥有自己的地址空间,需要通过进程间通信来实现数据共享和协作。 线程是进程中的一个执行单元,是 CPU 调度的基本单位。一个进程可以包含多个线程,这些线程可以并发执行,共享进程的资源。线程之间共享同一进程的地址空间,可以直接访问进程的全局变量和堆内存,减少了进程间通信的开销。由于线程之间共享资源,所以需要采取同步机制来避免数据竞争和冲突。 进程与线程的基本特点如下:
同步原语是计算机科学中用于实现进程或线程之间同步的机制。它提供了一种方法来控制多个进程或线程的执行顺序,确保它们以一致的方式访问共享资源。
翻看目前关于 iOS 开发锁的文章,大部分都起源于 ibireme 的 《不再安全的 OSSpinLock》,我在看文章的时候有一些疑惑。这次主要想解决这些疑问:
不是什么时候都要靠上锁的。从根源出发,我们为什么需要上锁?因为线程在使用资源的过程中可能会出现冲突,对于这种会出现冲突的资源,还是锁住轮着用比较好。
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。
对于进程来说,子进程是父进程的复制品,从父进程那里获得父进程的数据空间,堆和栈的复制品。
线程(thread)技术早在60年代就被提出,但真正应用多线程到操作系统中去,是在80年代中期,solaris是这方面的佼佼者。传统的Unix也支持线程的概念,但是在一个进程(process)中只允许有一个线程,这样多线程就意味着多进程。现在,多线程技术已经被许多操作系统所支持,包括Windows/NT,当然,也包括Linux。 为什么有了进程的概念后,还要再引入线程呢?使用多线程到底有哪些好处?什么的系统应该选用多线程?我们首先必须回答这些问题。 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。据统计,总的说来,一个进程的开销大约是一个线程开销的30倍左右,当然,在具体的系统上,这个数据可能会有较大的区别。 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。 除了以上所说的优点外,不和进程比较,多线程程序作为一种多任务、并发的工作方式,当然有以下的优点: 1) 提高应用程序响应。这对图形界面的程序尤其有意义,当一个操作耗时很长时,整个系统都会等待这个操作,此时程序不会响应键盘、鼠标、菜单的操作,而使用多线程技术,将耗时长的操作(time consuming)置于一个新的线程,可以避免这种尴尬的情况。 2) 使多CPU系统更加有效。操作系统会保证当线程数不大于CPU数目时,不同的线程运行于不同的CPU上。 3) 改善程序结构。一个既长又复杂的进程可以考虑分为多个线程,成为几个独立或半独立的运行部分,这样的程序会利于理解和修改。 下面我们先来尝试编写一个简单的多线程程序。
在并发编程中,并发性是理解此类系统如何运作的关键概念。在使用这些系统的从业者遇到的各种挑战中,生产者-消费者问题尤为突出 - 这是最著名的同步问题之一。在本文中,我们的目标是分析这个主题并强调它对并发计算的重要性,同时研究植根于 C 的可能解决方案。
与OpenMP相比,Pthreads的使用相对要复杂一些,需要我们显式的创建、管理、销毁线程,但也正因为如此,我们对于线程有更强的控制,可以更加灵活的使用线程。这里主要记录一下Pthreads的基本使用方法,如果不是十分复杂的使用环境,这些知识应该可以了。本文大部分内容都是参考自这里,有兴趣的可以看一下原文。
比如尽管有两个人去水井打水,但是水井却只有一个;合理安排的话刚好错开,但是如果安排不合理,那就会出现冲突,出现冲突怎么办?总有一个先来后到,等下就好了。
生产者消费者模型(CP模型)是一种非常经典的设计,常常出现在各种 「操作系统」 书籍中,深受教师们的喜爱;这种模型在实际开发中还被广泛使用,因为它在多线程场景中是十分高效的!
入门 包含了正确的头文件只能编译通过,没链接正确的库链接会报错。 一些常用的库gcc会自动链接。 库的缺省路径/lib /usr/lib /usr/local/lib 不知道某个函数在那个库可以nm -o /lib *.so | grep 函数名 man sin 会列出包含的头文件和链接的库名。 man 2 sin 2表示系统调用,3表示c库函数 一旦子进程被创建,父子进程一起从fork处被创建。 创建子进程为了争夺资源。 重定向用dup2函数 kill -l查看信号种类 pthread_mutex不跨进
上一篇文章我们解剖了进程和线程的本质,进程和线程的实现方式,这篇文章我们来探讨它们是如何通信的,进程告诉我说线程不想活了,我不管它死活,我只想知道我是谁?进程是怎么告诉我的?进程的出现和线程的死亡和我有必然联系吗?文章为你揭露哟上一篇文章我们解剖了进程和线程的本质,进程和线程的实现方式,这篇文章我们来探讨它们是如何通信的,进程告诉我说线程不想活了,我不管它死活,我是谁?进程是怎么告诉我的?进程的出现和线程的死亡和我有必然联系吗?文章为你揭露哟...
进程是需要频繁的和其他进程进行交流的。例如,在一个 shell 管道中,第一个进程的输出必须传递给第二个进程,这样沿着管道进行下去。因此,进程之间如果需要通信的话,必须要使用一种良好的数据结构以至于不能被中断。下面我们会一起讨论有关 进程间通信(Inter Process Communication, IPC) 的问题。
1. 在先前我们的生产消费模型代码中,一个线程如果想要操作临界资源,也就是对临界资源做修改的时候,必须临界资源是满足条件的才能修改,否则是无法做出修改的,比如下面的push接口,当队列满的时候,此时我们称临界资源条件不就绪,无法继续push,那么线程就应该去cond的队列中进行wait,如果此时队列没满,也就是临界资源条件就绪了,那么就可以继续push,调用_q的push接口。 但是通过代码你可以看到,如果我们想要判断临界资源是否就绪,是不是必须先加锁然后再判断?因为本身判断临界资源,其实就是在访问临界资源,既然要访问临界资源,你需不需要加锁呢?当然是需要的!因为临界资源需要被保护! 所以我们的代码就呈现下面这种样子,由于我们无法事前得知临界资源的状态是否就绪,所以我们必须要先加锁,然后手动判断临界资源的就绪状态,通过状态进一步判断是等待,还是直接对临界资源进行操作。 但如果我们能事前得知,那就不需要加锁了,因为我们提前已经知道了临界资源的就绪状态了,不再需要手动判断临界资源的状态。所以如果我们有一把计数器,这个计数器来表示临界资源中小块儿资源的数目,比如队列中的每个空间就是小块儿资源,当线程想要对临界资源做访问的时候,先去申请这个计数器,如果这个计数器确实大于0,那不就说明当前队列是有空余的位置吗?那就可以直接向队列中push数据。如果这个计数器等于0,那就说明当前队列没有空余位置了,你不能向队列中push数据了,而应该阻塞等待着,等待计数器重新大于0的时候,你才能继续向队列中push数据。
支持并发进程的基本要求是加强**互斥(Mutual exclusion)**的能力(即排他性),具体表现为:当一个进程被授予互斥能力时,在该进程的访问共享资源(如文件、I/O访问)的活动期间,不允许其它进程访问该资源。
在20世纪 60年代人们提出了进程的概念后,在OS中一直都是以进程作为能拥有资源和独立运行的基本单位的。
上面的代码很简单,就是启动一个线程,然后先线程里循环打印字段字符串。我们就以这个最简单的例子来开口。
并发模型和Go语言的核心特性之一,Go语言的并发模型主要基于goroutines和channel。goroutine是由Go运行时管理的轻量级线程,它们使用非常少的内存,并且可以快速地创建和销毁。channel则是用于在goroutines之间传递消息的管道,它们可以是同步的也可以是异步的,为数据交换提供了一种安全且简单的方式。
最近在看go的一些底层实现,其中印象最为深刻的是go语言创造者之一Rob Pike说过的一句话,不要通过共享内存通信,而应该通过通信来共享内存,其中这后半句话对应的实现是通道(channel),利用通道在多个协程(goroutine)之间传递数据。看到这里,我不禁产生了一个疑问,对于无状态数据之间的传递,通过通道保证数据之间并发安全没什么问题,但我现在有一个临界区或者共享变量,存在多线程并发访问。Go协程如何控制数据并发安全性?难道还有其它高招?带着这个疑问,我们看看Go是如何保证临界区共享变量并发访问问题。
Java多线程详解【面试+工作】 Java线程:新特征-信号量 Java的信号量实际上是一个功能完毕的计数器,对控制一定资源的消费与回收有着很重要的意义,信号量常常用于多线程的代码中,并能监控有多少数目的线程等待获取资源,并且通过信号量可以得知可用资源的数目等等,这里总是在强调“数目”二字,但不能指出来有哪些在等待,哪些资源可用。 因此,本人认为,这个信号量类如果能返回数目,还能知道哪些对象在等待,哪些资源可使用,就非常完美了,仅仅拿到这些概括性的数字,对精确控制意义不是很大。目前还没想到更好的用法。 下面
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