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linux线程 、linux线程同步有几种方法

   日期:2023-04-05     浏览:43    评论:0    
核心提示:Linux进程与线程的区别和联系什么是线程?是进程中执行的一条路径,是系统调度的最小单位。什么是进程?是正在运行的程序,是系统分配资源的最小单位。线程与进程之间有什么关系?1.一个进程可以有多个线程,

Linux进程与线程的区别和联系

什么是线程?是进程中执行的一条路径,是系统调度的最小单位。

什么是进程?是正在运行的程序,是系统分配资源的最小单位。

线程与进程之间有什么关系?

1.一个进程可以有多个线程,一个线程只能属于一个进程。

2.同一个进程下的所有线程共享该进程下的所有资源。

3.真正在处理机上运行的是线程,不是进程,线程是进程内的一个执行单元,是进程内的可调度实体。

Linux线程与进程有什么区别?

进程:

优点:多进程可以同时利用多个CPU,能够同时进行多个操作。

缺点:耗费资源(创建一个进程重新开辟内存空间)。

进程不是越多越好,一般进程个数等于cpu个数。

线程:

优点:共享内存,尤其是进行IO操作(网络、磁盘)的时候(IO操作很少用cpu),可以使用多线程执行并发操作。

缺点:抢占资源。

Linux 线程同步有哪些方法?

Linux系统中,实现线程同步的方式大致分为六种,其中包括:互斥锁、自旋锁、信号量、条件变量、读写锁、屏障。最常用的线程同步方式就是互斥锁、自旋锁、信号量:

1、互斥锁

互斥锁本质就是一个特殊的全局变量,拥有lock和unlock两种状态,unlock的互斥锁可以由某个线程获得,当互斥锁由某个线程持有后,这个互斥锁会锁上变成lock状态,此后只有该线程有权力打开该锁,其他想要获得该互斥锁的线程都会阻塞,直到互斥锁被解锁。

互斥锁的类型:

①普通锁:互斥锁默认类型。当一个线程对一个普通锁加锁以后,其余请求该锁的线程将形成一个等待队列,并在锁解锁后按照优先级获得它,这种锁类型保证了资源分配的公平性。一个线程如果对一个已经加锁的普通锁再次加锁,将引发死锁;对一个已经被其他线程加锁的普通锁解锁,或者对一个已经解锁的普通锁再次解锁,将导致不可预期的后果。

②检错锁:一个线程如果对一个已经加锁的检错锁再次加锁,则加锁操作返回EDEADLK;对一个已经被其他线程加锁的检错锁解锁或者对一个已经解锁的检错锁再次解锁,则解锁操作返回EPERM。

③嵌套锁:该锁允许一个线程在释放锁之前多次对它加锁而不发生死锁;其他线程要获得这个锁,则当前锁的拥有者必须执行多次解锁操作;对一个已经被其他线程加锁的嵌套锁解锁,或者对一个已经解锁的嵌套锁再次解锁,则解锁操作返回EPERM。

④默认锁:一个线程如果对一个已经解锁的默认锁再次加锁,或者对一个已经被其他线程加锁的默认锁解锁,或者对一个解锁的默认锁解锁,将导致不可预期的后果;这种锁实现的时候可能被映射成上述三种锁之一。

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2、自旋锁

自旋锁顾名思义就是一个死循环,不停的轮询,当一个线程未获得自旋锁时,不会像互斥锁一样进入阻塞休眠状态,而是不停的轮询获取锁,如果自旋锁能够很快被释放,那么性能就会很高,如果自旋锁长时间不能够被释放,甚至里面还有大量的IO阻塞,就会导致其他获取锁的线程一直空轮询,导致CPU使用率达到100%,特别CPU时间。

3、信号量

信号量是一个计数器,用于控制访问有限共享资源的线程数。

Linux中进程和线程的对比与区别

联系:

①一个线程可以创建和撤销另一个线程;同一个进程中的多个线程之间可以并发执行;

②相对进程而言,线程是一个更加接近于执行体的概念,它可以与同进程中的其他线程共享数据,但拥有自己的栈空间,拥有独立的执行序列。

区别:

进程和线程的主要差别在于它们是不同的操作系统资源管理方式。进程有独立的地址空间,一个进程崩溃后,在保护模式下不会对其它进程产生影响,而线程只是一个进程中的不同执行路径。线程有自己的堆栈和局部变量,但线程之间没有单独的地址空间,一个线程死掉就等于整个进程死掉,所以多进程的程序要比多线程的程序健壮,但在进程切换时,耗费资源较大,效率要差一些。但对于一些要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作,只能用线程,不能用进程。

简而言之,一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程。

线程的划分尺度小于进程,使得多线程程序的并发性高。

另外,进程在执行过程中拥有独立的内存单元,而多个线程共享内存,从而极大地提高了程序的运行效率。

线程在执行过程中与进程还是有区别的,每个独立的线程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行,必须依存在应用程序中,由应用程序提供多个线程执行控制。

从逻辑角度来看,多线程的意义在于一个应用程序中,有多个执行部分可以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看作多个独立的应用,来实现进程的调度和管理以及资源分配。这就是进程和线程的重要区别。

linux线程的创建、退出、等待、取消、分离

返回值:成功:0,错误:出错编号。

pthread不是Linux系统默认的库而是POSIX线程库。在Linux中将其作为一个库来使用,因此编译时需要加上-pthread以显式链接该库

返回线程ID

线程标识符在进程中是唯一的,即分别属于两不同进程的两个线程可能有相同的线程标识符

retval:返回信息

参数表:

thread: 要等待的线程的pid

retval:用来存储被等待线程的返回值

返回0:成功;返回错误号:失败

主线程阻塞自己,等待子线程结束,然后回收子线程资源

可以设置线程能否被取消和取消后是否立即执行

参数表

state:PTHREAD_CANCEL_DISABLE或者PTHREAD_CANCEL_ENABLE

oldstate:指针类型,上一次取消状态的指针,可设NULL

type:PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS立即取消

PTHREAD_CANCEL_DEFERRED等待事件(如pthread_join时)才取消

在任何一个时间点上,线程是可结合的(joinable),或者是分离的(detached)。一个可结合的线程能够被其他线程收回其资源和杀死,只有当pthread_join()函数返回时,创建的线程才算终止,才能释放自己占用的系统资源;在被其他线程回收之前,它的存储器资源(如栈)是不释放的。相反,一个分离的线程是不能被其他线程回收或杀死的,它的存储器资源在它终止时由系统自动释放。 因此为了避免内存泄漏,所有线程的终止,要么已设为DETACHED,要么就需要使用pthread_join()来回收

返回0成功,错误号失败

分离后不可以再合并。该操作不可逆

综合以上要想让子线程总能完整执行(不会中途退出),

注:很多地方参照了黄茹老师主编的《Linux环境高级程序设计》

Linux有几个线程?

前三个和最后一个是两个类型。前三个主要是Linux用来创建新的进程(线程)而设计的,exec()系列函数则是用来用指定的程序替换当前进程的所有内容。所以exec()系列函数经常在前三个函数使用之后调用,来创建一个全新的程序运行环境。Linux用init进程启动其他进程的过程一般都是这样的。

下面说fork、vfork和clone三个函数。这三个函数分别调用了sys_fork、sys_vfork、sys_clone,最终都调用了do_fork函数,差别在于参数的传递和一些基本的准备工作不同。可见这三者最终达到的最本质的目的都是创建一个新的进程。在这里需要明确一下,Linux内核中没有独立的“线程”结构,Linux的线程就是轻量级进程,换言之基本控制结构和Linux的进程是一样的(都是通过struct task_struct管理)。

fork是最简单的调用,不需要任何参数,仅仅是在创建一个子进程并为其创建一个独立于父进程的空间。fork使用COW(写时拷贝)机制,并且COW了父进程的栈空间。

vfork是一个过时的应用,vfork也是创建一个子进程,但是子进程共享父进程的空间。在vfork创建子进程之后,父进程阻塞,直到子进程执行了exec()或者exit()。vfork最初是因为fork没有实现COW机制,而很多情况下fork之后会紧接着exec,而exec的执行相当于之前fork复制的空间全部变成了无用功,所以设计了vfork。而现在fork使用了COW机制,唯一的代价仅仅是复制父进程页表的代价,所以vfork不应该出现在新的代码之中。在Linux的manpage中队vfork有这样一段话:It is rather unfortunate that Linux revived this specter from the past. The BSD man page states: "This system call will be eliminated when proper system sharing mechani***s are implemented. Users should not depend on the memory sharing semantics of vfork() as it will, in that case, be made synonymous to fork(2)."

clone是Linux为创建线程设计的(虽然也可以用clone创建进程)。所以可以说clone是fork的升级版本,不仅可以创建进程或者线程,还可以指定创建新的命名空间(namespace)、有选择的继承父进程的内存、甚至可以将创建出来的进程变成父进程的兄弟进程等等。clone和fork的调用方式也很不相同,clone调用需要传入一个函数,该函数在子进程中执行。此外,clone和fork***不同在于clone不再复制父进程的栈空间,而是自己创建一个新的。

关于Linux命令的介绍,看看《linux就该这么学》,具体关于这一章地址3w(dot)linuxprobe/chapter-02(dot)html

Linux***线程数限制及当前线程数查询

查看系统允许的***线程数:

Linux无法直接控制单个进程可拥有的线程数,但有参考公式max = VM/stack_size,默认stack为8k,可通过降低stack大小或增加虚拟内存来调大每个进程可拥有的***线程数;

对于支持多线程的程序如Java,有可能会遇到一个进程无法创建更多线程的情形,其原因多种多样,而OS端可能由此参数造成.

查看系统允许的***进程数:

ulimit -a 显示当前所有的资源限制

root用户下执行 ulimit -a 然后查看 max user processes 这个值通常是系统***线程数的一半:/proc/sys/kernel/threads-max/2

普通用户下 ulimit -u 出现的max user processes的值 默认是 /etc/security/limits.d/20-nproc.conf(centos6 是90-nproc.conf) 文件中的

普通用户默认是1024

打开/etc/security/limits.conf (部分的系统是在/etc/security/limits.d/90-nproc.conf)

设置限制数量,***列表示用户,* 表示所有用户

soft nproc :单个用户可用的***进程数量(超过会警告);

hard nproc:单个用户可用的***进程数量(超过会报错);

soft nofile :可打开的文件描述符的***数(超过会警告);

hard nofile :可打开的文件描述符的***数(超过会报错);

重启后生效

reboot

查询当前某程序的线程数

pstree -p 进程号 | wc -l

管道符号"|"左边命令的输出作为右边命令的输入

直接修改/etc/security/limits.conf 文件中的 * soft nproc 65535 值后,普通用户***进程数无法达到65535 ,因为用户的max user processes的值,最后是受全局的kernel.pid_max的值限制。也就是说kernel.pid_max=1024 ,那么你用户的max user processes的值是127426 ,用户能打开的***进程数还是1024。

永久修改系统***进程数的方法

在/etc/sysctl.conf中添加kernel.pid_max = 65535

vim /etc/sysctl.conf

kernel.pid_max = 65535

或者:

echo "kernel.pid_max = 65535" /etc/sysctl.conf

然后重启机器。

临时修改的方法:

echo 65535 /proc/sys/kernel/pid_max

所以以上都操作完成后,才算是正确修改了max user processes 的值

关于linux线程和linux线程同步有几种方法的介绍到此就结束了,不知道你从中找到你需要的信息了吗 ?如果你还想了解更多这方面的信息,记得收藏关注本站。

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标签: 线程 进程 解锁
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