Linux基础总结-----线程

线程

 1.概念：进程内部的一条执行路径或执行序列；（线程是进程的一个实体）

2.实现方式：a.用户线程：创建 销毁 管理由线程库完成，无法使用多线程处理器的好处；

b.内核级线程：创建 销毁 管理由内核完成，创建代价高，但可以使用多线程处理器的好处；

 

3. 线程同步

互斥锁   条件变量  信号量

（1）互斥锁

用在多线程多任务互斥的，一个线程占用了某一个资源，那么别的线程就无法访问，直到这个线程unlock，其他线程才可以开始利用这个资源

I.互斥锁的实现

互斥锁的实现和我们现实生活中打印机的使用情况特别类似。如果有一台打印机，A正在打印东西，但是还没有打印完，B又想使用打印机，如果此时打印机不做任何事情的话打印出来的东西必定是乱的。因此，必须要对打印机做一个处理，我在打印东西的时候别人是不允许打印的，只有我用完别人才能使用。这个过程有点类似于，我将打印机放在一个房间里面，给门上放一把锁，这个锁是默认打开的，当我进去的时候会将锁锁住，然后下一个人来打印东西时，首先要检查这个锁，如果是锁住的，那么他只能在门外等，直到我在里面打开锁。这个整体的过程就和我们互斥锁的实现特别相似。

（2）信号量

以一个停车场的运行为例。假设一个停车场只有三个车位，一开始三个车位都是空的，这时候来了5辆车，看门人只允许其中三辆进入，然后放下车栏，剩下的2辆只能在外面等着，此后，如果有来的车辆也在外面等着。这时，有一辆车离开，看门人就可以放入外面的一辆车进去，接下来如果再有两辆离开，看门人又可以放入两辆车进去，如此反复。

在上例当中，车位属于公共资源，每个车辆相当于一个线程，看门人就是信号量。

I.信号量的特性

信号量是一个非负整数，所有通过它的线程都会将该整数减一（通过它是为了使用资源），当该整数值为0时，所有试图通过它的线程都将处于等待状态。在信号量上我们定义两种操作：wait(等待) 和release(释放)。当一个线程调用wait操作时，它要么得到资源然后将信号量减一，要么一直等待下去，直到信号量大于等于一时。Release实际上是在信号量上执行加操作，对应于车辆离开停车场

*临界资源：一次仅允许一个进程使用的资源（这里的资源可以是软硬件设备）

*临界区：访问临界资源的代码段；

（3）信号量与互斥锁的区别

I.作用域：信号量：进程或线程间；

互斥锁：线程间；

II.上锁时：信号量：只要信号量的值大于0，其它线程就可以被sem_wait成功，成功后，信号量的值减一；如果信号量的值小于0，则sem_wait阻塞，直到sem_post释放后，信号量的值加1.

互斥锁：只要被锁住，其它线程都不可以访问B被保护的资源。如果没有锁，获取资源成功，否则进行等待资源可用。

4. 线程安全

（1）概念及原理

多个线程访问同一个代码，不会产生不确定的结果。编写线程安全的代码是要依靠线程同步来完成的。

5.线程之间是如何进行通信的？

一个是使用全局变量进行通信，还有就是可以使用自定义的消息机制传递信息。其实，因为各个线程之间它是共享进程资源的，所以它没有像进程中的用于数据交换的通信方式，它通信的主要目的在于线程同步。

6.C++中多线程实现的几种方式

（1）直接使用WIN32 API Create Thread

（2）用C运行库_beginthread创建线程

（3）运用第三方线程库，比如boost的thread等；

_beginthread和Create Thread的区别：_beginthered内部调用了Create Thread.

如果程序只调用Win32 API,就放心用Create Thread,如果要用到C++运行库，那么就使用_beginthread,因为C++运行库有一些函数里面使用了全局变量，beginthread为这些全局变量做了处理，使得每个线程都有一份独立的“全局”量，在这种情况下使用Create Thread的话就会出现不安全的问题；

7.多线程中栈与堆是公有的还是私有的？

因为线程是共享进程的资源，所以栈是私有的，堆是公有的。

8.线程池

线程池就是一堆已经建立好的线程，最大数目一定，然后初始后都处于空闲状态，当有新任务到来时就取出空闲线程处理任务，任务完成之后又重新放回去，当线程池中的所有线程都在任务时，只能等待有线程结束任务才能执行；