线程是进程内部的一个执行流,作为 CPU 运行的基本单位,对于线程的合理控制与任务的执行效率息息相关,因此掌握线程基本操作(线程控制)是很有必要的
多线程编程是开发中经常用的技术,多数情况下,我们只是知道怎么启线程、回收线程以及常规的一些用法,对于其具体技术细节以及还有哪些巧妙的用法并未挖掘。
Linux内核在2.2版本中引入了类似线程的机制。Linux提供的vfork函数可以创建线程,此外Linux还提供了clone来创建一个线程,通过共享原来调用进程的地址空间,clone能像独立线程一样工作。Linux内核的独特,允许共享地址空间,clone创建的进程指向了父进程的数据结构,从而完成了父子进程共享内存和其他资源。clone的参数可以设置父子进程共享哪些资源,不共享哪些资源。实质上Linux内核并没有线程这个概念,或者说Linux不区分进程和线程。Linux喜欢称他们为任务。除了clone进程以外,Linux并不支持多线程,独立数据结构或内核子程序。但是POSIX标准提供了Pthread接口来实现用户级多线程编程。
多线程编程是一种利用操作系统的多任务处理机制,以实现程序并发执行的编程模型。在Linux环境下,使用线程可以充分利用多核处理器的优势,提高程序的性能。然而,多线程编程涉及到共享资源的访问,需要特别注意资源同步问题,以避免竞态条件和数据不一致性。
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。
很多时候,我们为了提升接口的性能,会把之前单线程同步执行的代码,改成多线程异步执行。
注:pthread_exit或者return返回的指针所指向的内存单元必须是全局的或者是用malloc分配的,不能在线程函数的栈上分配,因为当其它线程得到这个返回指针时线程函数已经退出了
本文翻译自 C++11 Multithreading – Part 1 : Three Different ways to Create Threads,转载自C++11多线程-【1】创建线程的三种方式
---其实经过这一段时间的Linux应用编程学习,自己总结发现到,在Linux应用编程当中有四大模块我们一定要掌握(这些是最基础的东西):
前提 我是参考 Github Python 100 天的文章写的,再结合自己的小练习,总结 最近在面大厂,发现许多大厂都会问 Python 的多线程、多进程,所以我觉得很有必要总结学习下 什么是进程
Python 既支持多进程,又支持多线程,本篇,我们看看如何编写这两种多任务程序。
线程存在于进程当中,是操作系统调度执行的最小单位。说通俗点线程就是干活,多线程也就是同时可以干不同的活而且还不会互相打扰,线程并没有自己的独立空间。
结论是: 多线程下如果其中一个线程崩溃了会导致其他线程(整个进程)都崩溃; 多进程下如果其中一个进程崩溃了对其余进程没有影响;
在学习廖雪峰老师的python教程,学习了多进程和多线程,记录下核心的思路和方法。
在计算机科学和软件工程中,多线程编程是一项关键技能,尤其在当今多核处理器和高并发应用程序的背景下显得尤为重要。本文将全面探讨Linux环境下的线程编程,涵盖基本概念、线程创建与管理、线程同步、性能优化以及实际应用,通过详细的C++示例代码帮助读者深入理解并掌握这一技术。
多线程编程已经成为了现代软件开发的重要组成部分。对于Linux操作系统而言,多线程的支持和实现更是被广泛应用。本文将通过详细解析Linux操作系统中的多线程概念、线程的创建与管理、同步与互斥、线程间通信等方面,并结合示例代码,来深入探讨Linux的多线程编程。
早在LINUX2.2内核中。并不存在真正意义上的线程,当时Linux中常用的线程pthread实际上是通过进程来模拟的,也就是同过fork来创建“轻”进程,并且这种轻进程的线程也有个数的限制:最多只能有4096和此类线程同时运行。 2.4内核消除了个数上的限制,并且允许在系统运行中动态的调整进程数的上限,当时采用的是Linux Thread 线程库,它对应的线程模型是“一对一”,而线程的管理是在内核为的函数库中实现,这种线程得到了广泛的应用。但是它不与POSIX兼容。另外还有许多诸如信号处理,进程ID等方面的问题没有完全解决。 相似新的2.6内核中,进程调度通过重新的编写,删除了以前版本中的效率不高的算法,内核框架页也被重新编写。开始使用NPTL(Native POSIX Thread Library)线程库,这个线程库有以下几个目标: POSIX兼容,都处理结果和应用,底启动开销,低链接开销,与Linux Thread应用的二进制兼容,软硬件的可扩展能力,与C++集成等。 这一切是2.6的内核多线程机制更加完备。
pthread_t 到底是什么类型呢?取决于实现。对于Linux目前实现的NPTL实现而言,pthread_t类型的线程ID,本质就是一个进程地址空间上的一个地址。
地址空间是进程能看到的资源窗口:一个进程能看到代码区、共享区、内核区、堆栈区,大部分的资源都是在地址空间上看到的
传统的C++(C++98)中并没有引入线程这个概念。linux和unix操作系统的设计采用的是多进程,进程间的通信十分方便,同时进程之间互相有着独立的空间,不会污染其他进程的数据,天然的隔离性给程序的稳定性带来了很大的保障。而线程一直都不是linux和unix推崇的技术,甚至有传言说linus本人就非常不喜欢线程的概念。随着C++市场份额被Java、Python等语言所蚕食,为了使得C++更符合现代语言的特性,在C++11中引入了多线程与并发技术。
引入线程是为了更为精细粒度的分配CPU时间片,节省系统公共资源,更为充分和有效的配置有限运算能力
进程中使用malloc/new都是在虚拟内存中开辟的空间,需要通过页表与物理内存建立联系以后才能拥有真正的物理空间,也就是说一个进程能看到多少资源取决于进程地址空间,但这个资源是否有效则取决于页表是否与物理内存之间建立映射关系,也即是进程地址空间是一个进程的资源窗口,页表决定进程到底有多少资源
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。
多进程相当于启动了多个程序, 共同执行了同一份代码, 他们之间的内存地址完全不一样
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前些天帮同事查一个问题,第一次接触到了 PHP 的多线程,原以为 PHP 普遍都是单线程模型,并不适合多线程领域,花些时间翻了几个多线程的项目源码之后,发现 PHP 的多线程也颇有可取之处,活用起来,用来解决某些问题竟然非常适合。
在C++11以前,C++的多线程编程均需依赖系统或第三方接口实现,一定程度上影响了代码的移植性。C++11中,引入了boost库中的多线程部分内容,形成C++标准,形成标准后的boost多线程编程部分接口基本没有变化,这样方便了以前使用boost接口开发的使用者切换使用C++标准接口,很容易把boost接口升级为C++标准接口。
复习的差不多了,我们了解了线程的基本概念,接下来就要开始学习如何管理线程 — 线程控制。根据我们之前学习的进程控制,大概可以估计一下线程控制的基本接口:线程创建 , 线程等待 , 线程退出…
在本文中,传统UNIX fork之后,我给出传统的UNIX fork在Linux内核中的变体clone系统调用的精彩。
我们都知道多线程可以提高程序运行的速度,但是至于能够提高多少却一直没有一个直观的印象,下面就用Linux C的多线程编程技术,简要分析下多线程的运行效率。
12、SynchronizedMap和ConcurrentHashMap有什么区别?
进程是指运行中的应用程序,每个进程都有自己独立的地址空间(内存空间)。比如用户点击桌面的IE浏览器,就启动了一个进程,操作系统就会为该进程分配独立的地址空间。当用户再次点击IE浏览器,又启动了一个进程,操作系统将为新的进程分配新的独立的地址空间。多进程就是“多任务”,就像使用电脑时同时打开浏览器上网、打开播放器听歌、后台还默默运行着杀毒软件一样。现代操作系统如Mac OS X,UNIX,Linux,Windows等都支持多进程,每启动一个进程,操作系统便为该进程分配一个独立的内存空间。
原子操作就是在多线程程序中“最小的且不可并行化的”操作,意味着多个线程访问同一个资源时,有且仅有一个线程能对资源进行操作。通常情况下原子操作可以通过互斥的访问方式来保证,例如Linux下的互斥锁(mutex),Windows下的临界区(Critical Section)等。下面看一个Linux环境使用POSIX标准的pthread库实现多线程下的原子操作:
前一段时间由于开题的事情一直耽搁了我搞Linux的进度,搞的我之前学的东西都遗忘了,非常烦躁的说,如今抽个时间把之前所学的做个小节。文章内容主要总结于《Linux程序设计第3版》。
join方法是synchronized,所以需要获取Thread的对象锁才能进入,只有获得了锁才能调用wait放弃对锁的独占并等待再次获取锁。
---- 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
这里也能解释为什么对于常量字符串类型为什么不能修改了,因为要修改的时候会从虚拟地址转化成物理地址,然后检查权限是否可以修改等等。
通过对线程与线程控制的相关知识点的编程学习和锻炼,培养学生们对线程相关实例问题的分析与解决能力。
本文介绍了多线程和线程同步的基础知识,并基于Linux环境进行了详细的实例分析。通过本文的学习,读者可以掌握多线程和线程同步的基本原理,并能够使用相关技术解决实际问题。
进程和线程是操作系统层面的概念,本质上就是两个操作系统内核对象:即操作系统定义的两个数据结构,操作系统通过这两个数据结构,来管理程序的运行。 (1)以多进程形式,允许多个任务同时运行; (2)以多线程形式,允许单个任务分成不同的部分运行; (3)提供协调机制,一方面防止进程之间和线程之间产生冲突,另一方面允许进程之间和线程之间共享资源。
实例化程序A.daemon = True 说明该进程守护主进程,当主进程结束了该子进程默认会跟着结束
本文介绍Python的os包中有查询和修改进程信息的函数,Python的这些工具符合Linux系统的相关概念,所以可以帮助理解Linux体系。
线程?为什么有了进程还需要线程呢,他们有什么区别?使用线程有什么优势呢?还有多线程编程的一些细节问题,如线程之间怎样同步、互斥,这些东西将在本文中介绍。我见到这样一道面试题: 是否熟悉POSIX
很多时候,子进程并不是自身,而是一个外部进程。我们创建了子进程后,还需要控制子进程的输入和输出。
Linux系统下的多线程遵循POSIX线程接口,称为 pthread。编写Linux下的多线程程序,需要使用头文件pthread.h,连接时需要使用库libpthread.a。顺便说一下,Linux 下pthread的实现是通过系统调用clone()来实现的。clone()是 Linux所特有的系统调用,它的使用方式类似fork,关于clone()的详细情况,有兴趣的读者可以去查看有关文档说明。下面我们展示一个最简单的 多线程程序 pthread_create.c。 一个重要的线程创建函数原型:
Java 19 在数分钟前正式发布,这是一个非 LTS(长期支持)版本,该版本的七项功能包括结构化并发、记录模式、外部函数和内存 API 的预览,以及对开源 Linux/RISC-V 指令集架构 (ISA) 的支持。
Python的线程因为解释器锁的设计,所以不能充分利用CPU,只能通过进程来实现多核利用 性能考虑的话,底层还是不要用Py,进程切换效率太低,Py多做为脚本层的胶水语言
今天我们就来爬爬这个网站 https://tu.enterdesk.com/ 这个网站能爬的资源还是很多的,但我就写一个例子,其他的可以根据思路去写。
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