嵌入式（线程的取消和互斥）

线程的取消：
意义：随时杀掉一个线程

int pthread_cancel(pthread_t thread);

注意：线程的取消要有取消点才可以，不是说取消就取消，线程的取消点主要是阻塞的系统调用

运行段错误调试：
可以使用gdb调试
使用gdb 运行代码，gdb ./youapp
(gdb) run
等待出现Thread 1 "pcancel" received signal SIGSEGV, Segmentation fault.
输入命令bt（打印调用栈）

(gdb) bt
#0  0x00007ffff783ecd0 in vfprintf () from /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6
#1  0x00007ffff78458a9 in printf () from /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6
#2  0x00000000004007f9 in main () at pcancel.c:21

确定段错误位置是pcancel.c 21行

如果没有取消点，手动设置一个
void pthread_testcancel(void);

设置取消使能或禁止

int pthread_setcancelstate(int state, int *oldstate);
PTHREAD_CANCEL_ENABLE
PTHREAD_CANCEL_DISABLE

设置取消类型

int pthread_setcanceltype(int type, int *oldtype);
PTHREAD_CANCEL_DEFERRED                等到取消点才取消
PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS            目标线程会立即取消

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
void *func(void *arg){
    printf("This is child thread\n");
    pthread_setcancelstate(PTHREAD_CANCEL_DISABLE,NULL);    
    while(1)
    {
        sleep(5);
        pthread_testcancel();
    }
    pthread_setcancelstate(PTHREAD_CANCEL_ENABLE,NULL);
    while(1){
        sleep(1);
    }
    pthread_exit("thread return");
}

int main(){
    pthread_t tid;
    void *retv;
    int i;
    pthread_create(&tid,NULL,func,NULL);
    sleep(1);
    pthread_cancel(tid);
    pthread_join(tid,&retv);
//    printf("thread ret=%s\n",(char*)retv);
    while(1){    
        sleep(1);
    } 
}

线程的清理
必要性： 当线程非正常终止，需要清理一些资源。

void pthread_cleanup_push(void (*routine) (void *), void *arg)
void pthread_cleanup_pop(int execute)

routine 函数被执行的条件：
1.被pthread_cancel取消掉。
2.执行pthread_exit
3.非0参数执行pthread_cleanup_pop()

注意：
1.必须成对使用，即使pthread_cleanup_pop不会被执行到也必须写上，否则编译错误。2.pthread_cleanup_pop()被执行且参数为0，pthread_cleanup_push回调函数routine不会被执行.
3.pthread_cleanup_push 和pthread_cleanup_pop可以写多对，routine执行顺序正好相反
4.线程内的return 可以结束线程，也可以给pthread_join返回值，但不能触发pthread_cleanup_push里面的回调函数，所以我们结束线程尽量使用pthread_exit退出线程。

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

void cleanup(void *arg){
    printf("cleanup,arg=%s\n",(char*)arg);
}
void cleanup2(void* arg){
    printf("cleanup2,arg=%s\n",(char*)arg);
}

void *func(void *arg){
    printf("This is child thread\n");
    pthread_setcanceltype(PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS,NULL);
    pthread_cleanup_push(cleanup,"abcd");
    pthread_cleanup_push(cleanup2,"efgh");
    //while(1)
    {
        sleep(1);
    }
//    pthread_cancel(pthread_self());
    //printf("Should not print\n");
    return "1234";

    while(1){
        printf("sleep\n");
        sleep(1);
    }
    pthread_exit("thread return");
    pthread_cleanup_pop(1);
    pthread_cleanup_pop(1);
    sleep(10);
    pthread_exit("thread return");
}

int main(){
    pthread_t tid;
    void *retv;
    int i;
    pthread_create(&tid,NULL,func,NULL);
    sleep(1);
//    pthread_cancel(tid);
    pthread_join(tid,&retv);
    printf("thread ret=%s\n",(char*)retv);
    while(1){    
        sleep(1);
    } 
}

线程的互斥和同步
临界资源概念：
不能同时访问的资源，比如写文件，只能由一个线程写，同时写会写乱。
比如外设打印机，打印的时候只能由一个程序使用。
外设基本上都是不能共享的资源。
生活中比如卫生间，同一时间只能由一个人使用。

必要性： 临界资源不可以共享

man手册找不到 pthread_mutex_xxxxxxx （提示No manual entry for pthread_mutex_xxx）的解决方法：

apt-get install manpages-posix-dev

互斥锁的创建和销毁
两种方法创建互斥锁，静态方式和动态方式
动态方式：

int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex,const pthread_mutexattr_t *restrict attr);

其中mutexattr用于指定互斥锁属性，如果为NULL则使用缺省属性。
静态方式：

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

锁的销毁：

int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex)

在Linux中，互斥锁并不占用任何资源，因此LinuxThreads中的 pthread_mutex_destroy()除了检查锁状态以外（锁定状态则返回EBUSY）没有其他动作。

互斥锁的使用：

int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex)
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex)
int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex)

vim 设置代码全文格式化：gg=G

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

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;  //锁的静态初始化 如果有多个要写的内容要建立多个锁

FILE *fp;
void *func2(void *arg)
{
    pthread_detach(pthread_self());
    printf("This func2 thread\n");
    
    char str[]="I write func2 line\n";
    char c;
    int i=0;
    while(1){
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        while(i<strlen(str))
        {
            c = str[i];
            fputc(c,fp);
            usleep(1);
            i++;
        }
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        i=0;
        usleep(1);
    }
    pthread_exit("func2 exit");
}

void *func(void *arg)
{
    pthread_detach(pthread_self());
    printf("This is func1 thread\n");
    char str[]="You read func1 thread\n";
    char c;
    int i=0;
    while(1){
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        while(i<strlen(str))
        {
            c = str[i];
            fputc(c,fp);
            i++;
            usleep(1);
        }
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        i=0;
        usleep(1);
    }
    pthread_exit("func1 exit");
}

int main()
{
    pthread_t tid,tid2;
    void *retv;
    int i;
    fp = fopen("1.txt","a+");
    if(fp==NULL)
    {
        perror("fopen");
        return 0;
    }
    pthread_create(&tid,NULL,func,NULL);
    pthread_create(&tid2,NULL,func2,NULL);
    while(1)
    {    
        sleep(1);
    } 
}

读写锁
必要性：提高线程执行效率

特性：
写者：写者使用写锁，如果当前没有读者，也没有其他写者，写者立即获得写锁；否则写者将等待，直到没有读者和写者。
读者：读者使用读锁，如果当前没有写者，读者立即获得读锁；否则读者等待，直到没有写者。
注意：
同一时刻只有一个线程可以获得写锁，同一时刻可以有多个线程获得读锁。
读写锁出于写锁状态时，所有试图对读写锁加锁的线程，不管是读者试图加读锁，还是写者试图加写锁，都会被阻塞。
读写锁处于读锁状态时，有写者试图加写锁时，之后的其他线程的读锁请求会被阻塞，以避免写者长时间的不写锁

初始化一个读写锁    pthread_rwlock_init
读锁定读写锁       pthread_rwlock_rdlock
非阻塞读锁定　　    pthread_rwlock_tryrdlock
写锁定读写锁       pthread_rwlock_wrlock
非阻塞写锁定       pthread_rwlock_trywrlock
解锁读写锁         pthread_rwlock_unlock
释放读写锁         pthread_rwlock_destroy

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

pthread_rwlock_t rwlock;
FILE *fp;

void * read_func(void *arg){
    pthread_detach(pthread_self());
    printf("read thread\n");
    char buf[32]={0};
    while(1){
        //rewind(fp);
        pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);
        while(fgets(buf,32,fp)!=NULL){
            printf("%d,rd=%s\n",(int)arg,buf);
            usleep(1000);
        }
        pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
        sleep(1);
    }
}

void *func2(void *arg){
    pthread_detach(pthread_self());
    printf("This func2 thread\n");
    
    char str[]="I write func2 line\n";
    char c;
    int i=0;
    while(1){
        pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);
        while(i<strlen(str))
        {
            c = str[i];
            fputc(c,fp);
            usleep(1);
            i++;
        }
        pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
        i=0;
        usleep(1);
    }
    pthread_exit("func2 exit");
}

void *func(void *arg){
    pthread_detach(pthread_self());
    printf("This is func1 thread\n");
    char str[]="You read func1 thread\n";
    char c;
    int i=0;
    while(1){
        pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);
        while(i<strlen(str))
        {
            c = str[i];
            fputc(c,fp);
            i++;
            usleep(1);
        }
        pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
        i=0;
        usleep(1);
    }
    pthread_exit("func1 exit");
}

int main(){
    pthread_t tid1,tid2,tid3,tid4;
    void *retv;
    int i;
    fp = fopen("1.txt","a+");
    if(fp==NULL){
        perror("fopen");
        return 0;
    }
    pthread_rwlock_init(&rwlock,NULL);
    pthread_create(&tid1,NULL,read_func,1);
    pthread_create(&tid2,NULL,read_func,2);
    pthread_create(&tid3,NULL,func,NULL);
    pthread_create(&tid4,NULL,func2,NULL);
    while(1){    
        sleep(1);
    } 
}

死锁
概念：
避免方法：
1.锁越少越好，最好使用一把锁
2.调整好锁的顺序

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

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_mutex_t mutex2 = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

FILE *fp;
void *func2(void *arg){
    pthread_detach(pthread_self());
    printf("This func2 thread\n");
    
    char str[]="I write func2 line\n";
    char c;
    int i=0;
    while(1){
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        printf("%d,I got lock2\n",(int)arg);
        sleep(1);
        pthread_mutex_lock(&mutex2);
        printf("%d,I got 2 locks\n",(int)arg);

        pthread_mutex_unlock(&mutex2);
        pthread_mutex_unlock(&mutex1);
        sleep(10);

    }

    pthread_exit("func2 exit");

}

void *func(void *arg){
    pthread_detach(pthread_self());
    printf("This is func1 thread\n");
    char str[]="You read func1 thread\n";
    char c;
    int i=0;
    while(1){
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        printf("%d,I got lock1\n",(int)arg);
        sleep(1);
        pthread_mutex_lock(&mutex2);
        printf("%d,I got 2 locks\n",(int)arg);

        pthread_mutex_unlock(&mutex2);
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        sleep(10);
    }
    pthread_exit("func1 exit");
}

int main(){
    pthread_t tid,tid2;
    void *retv;
    int i;
    fp = fopen("1.txt","a+");
    if(fp==NULL){
        perror("fopen");
        return 0;
    }
    pthread_create(&tid,NULL,func,1);
    pthread_create(&tid2,NULL,func2,2);

    while(1){    
        sleep(1);
    } 

}