210221阶段三线程、信号量、互斥锁

本文详细介绍了CPU时间片轮转、进程切换的开销、线程函数库pthread_create、线程同步的信号量和互斥量,并通过生产者消费者模型进行了实例说明。重点讲解了信号量sem_init、sem_wait和sem_post函数的使用,以及互斥量在多线程环境中的应用。

一、学习的知识点

PCB结构体包含进程所有信息 有PID 时间片等等
时间片是CPU分配给进程运行的单位时间。

CPU时间片轮转

在这里插入图片描述

进程切换开销大吗

进程切换需要保存进程运行信息,进程数量越多,开销越大

线程函数库

头文件 <pthread.h> 编译带线程函数库的程序时要加 -lpthread

pthread_create函数

  • 功能:创建一个新的线程
  • 原型:int pthread_create(pthread_t *thread,
    pthread_attr_t attr,
    void
    (start_routine)(void),
    void *arg);
  • 参数:
    • thread:新线程创建成功后,保存新线程的标识符
    • attr:设置线程的属性,直接传NULL即可
    • start_routine: 是个函数地址,线程启动后要执行的函数
    • arg:传给线程启动函数的参数
  • 调用成功时返回值是“0”,如果失败则返回一个错误。

线程同步

信号量

头文件 <semaphore.h>
信号量对象用sem_t表示

sem_init函数
  • 功能:创建一个信号量
  • 原型:int sem_init(sem_t *sem,int pshared,unsigned value);
  • 参数:
    • sem: 要进行初始化的信号量对象
    • pshared:控制着信号量的类型,如果值为0,表示它是当前进程的局部信号量;否则,其他进程就能够共享这个信号量
    • value:赋给信号量对象的一个整数类型的初始值
  • 调用成功时 返回 0;
sem_wait函数
  • 功能:从信号量的值减去一个“1”,但它永远会先等待该信号量为一个非零值才开始做减法
  • 原型:int sem_wait(sem_t *sem);
  • 参数:
    • sem: 初始化的信号量对象的指针作为参数,用来改变该对象的值
  • 调用成功时 返回 0;
sem_post函数
  • 功能:给信号量的值加上一个“1”
  • 原型:int sem_post(sem_t *sem);
  • 参数:
    • sem: 初始化的信号量对象的指针作为参数,用来改变该对象的值
  • 调用成功时 返回 0;

互斥量

每次只允许一个线程去访问它

生产者消费者模型

生产者
  1. sem——wait();
    //做蛋糕
    pthread_mutex_lock();
    g_count+1;
    pthread_mutex_unlock();
  2. sem_post();
消费者
  1. sem_wait()
    pthread_mutex_lock
    g_count-1
    pthread_mutex_unlock

二、上课没有听懂或者没有理解的地方

三、当天学习的收获

【电动汽车充电站有序充电调度的分散式优化】基于蒙特卡诺和拉格朗日的电动汽车优化调度(分时电价调度)(Matlab代码实现)内容概要:本文介绍了基于蒙特卡洛和拉格朗日方法的电动汽车充电站有序充电调度优化方案,重点在于采用分散式优化策略应对分时电价机制下的充电需求管理。通过构建数学模型,结合不确定性因素如用户充电行为和电网负荷波动,利用蒙特卡洛模拟生成大量场景,并运用拉格朗日松弛法对复杂问题进行分解求解,从而实现全局最优或近似最优的充电调度计划。该方法有效降低了电网峰值负荷压力,提升了充电站运营效率与经济效益,同时兼顾用户充电便利性。 适合人群:具备一定电力系统、优化算法和Matlab编基础的高校研究生、科研人员及从事智能电网、电动汽车相关领域的工技术人员。 使用场景及目标:①应用于电动汽车充电站的日常运营管理,优化充电负荷分布;②服务于城市智能交通系统规划,提升电网与交通系统的协同水平;③作为学术研究案例,用于验证分散式优化算法在复杂能源系统中的有效性。 阅读建议:建议读者结合Matlab代码实现部分,深入理解蒙特卡洛模拟与拉格朗日松弛法的具体实施步骤,重点关注场景生成、约束处理与迭代收敛过,以便在实际项目中灵活应用与改进。
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