线程与信号，线程与锁

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

pthread_mutex_t number_mutex  = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
int             globvar  = 0 ;

void *write_p(void *arg){
    while(1){
        pthread_mutex_lock(&number_mutex);
        globvar++;
        printf("the write is %ld\n",globvar);
        pthread_mutex_unlock(&number_mutex);
        sleep(2);

    }
}

void *read_p(void *arg){
    int temp;
    while(1){
        printf("the read is %ld\n",pthread_self());
        pthread_mutex_lock(&number_mutex);
        printf("read = %d\n",globvar);
        sleep(10);
        pthread_mutex_unlock(&number_mutex);

    }
}

int main(){
    pthread_t thid1,thid2;
    int err;
    err = pthread_create(&thid1,NULL,read_p,NULL);
    if(err != 0){
        printf("the pthread is error\n");
    }
    sleep(1);
    printf("the mid \n");
    err = pthread_create(&thid2,NULL,write_p,NULL);
    printf("err is %d\n",err);
    if(err != 0){
        printf("the pthread is error\n");
    }
    while(1){
        sleep(1);
    }
   

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

pthread_mutex_t mutex;
pthread_cond_t    cond ;

void *thread1(void *arg){
    pthread_cleanup_push(pthread_mutex_unlock,&mutex);
    while(1){
        printf("thread1 is runing\n");
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        pthread_cond_wait(&cond,&mutex);
        printf("thread applied the condiation\n");
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        sleep(4);
    }
    pthread_cleanup_pop(0);
}

void *thread2(void *arg)
{
    while(1){
        printf("thread2 is runing\n");
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        pthread_cond_wait(&cond,&mutex);
        printf("thread2 application is condiation\n");
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        sleep(1);
    }
}

int main(void){

    pthread_t tid1,tid2;
    printf("condiation variable!\n");
    pthread_mutex_init(&mutex,NULL);
    pthread_cond_init(&cond,NULL);
    pthread_create(&tid1,NULL,thread1,NULL);
    pthread_create(&tid2,NULL,thread2,NULL);
    do{
        pthread_cond_signal(&cond);

    }while(1);

    sleep(50);
    pthread_exit(0);

}

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

int quitflag ;             //退出标志
sigset_t mask;             //声明一个信号集

pthread_mutex_t lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;            //初始化一个相互排斥锁
pthread_cond_t waitloc = PTHREAD_COND_INITIALIZER;           //初始化一个条件变量

void * thr_fn(void *arg)                                     //处理信号的线程
{
    int err;
    int signo;
    while(1){
        err = sigwait(&mask,&signo);                         //解除信号屏蔽字
        if(err != 0){
            printf("errpr\n");
        }
        switch(signo){                                      //处理不同的信号
            case SIGINT:                                      //处理SIGINT 信号
                printf("interrupt\n");
                break ;
            case SIGQUIT:                                   //处理SIGQUIT 信号
                pthread_mutex_lock(&lock);                  //上锁
                quitflag = 1;                               //假设不改变这个标志值。不会调出循环
                pthread_mutex_unlock(&lock);                //解锁
                pthread_cond_signal(&waitloc);              //等待条件变量引起唤醒此时堵塞

                printf("case \n");
                return 0;
            default :
                printf("unexpected signal %d\n",signo);
                exit(0);
        }
    }
}

int main()
{
    int err;                                                        //标准错误码
    sigset_t oldmask;                                       //声明原先信号集
    pthread_t tid   ;                                       //声明一个线程号

    sigemptyset(&mask);                                   //清空信号集
    sigaddset(&mask,SIGINT);                                //加入SIGINT 进信号集
    sigaddset(&mask,SIGQUIT);                               //加入SIGQUIT 进信号集

    if((err = pthread_sigmask(SIG_BLOCK,&mask,&oldmask)) != 0) //加入线程信号集主线程開始堵塞这两个信号
        printf("printf SIG_BLOCK is error\n");

    err = pthread_create(&tid,NULL,thr_fn,0);               //创建信号处理线程，新的线程继承了原来的信号屏蔽字
    if(err != 0){
        printf("create is error\n");
    }

    pthread_mutex_lock(&lock);                                   //加锁
    while(quitflag == 0){
        printf("ust \n");
        pthread_cond_wait(&waitloc,&lock);
    }
    pthread_mutex_unlock(&lock);
    printf("like may be\n");
    quitflag = 0;
    printf("change the quitflag\n");
    if(sigprocmask(SIG_SETMASK,&oldmask,NULL) < 0)    //建议完毕工作后将线程屏蔽字还原
        printf("SIG_MASK error");
    exit(0);
}

线程内相互排斥快的原因：

线程的全部资源都在线程空间内。寻址仅仅在本线程内部

进程的消息队列和共享内存会被线程採用==>共享内存最大长处：独立于全部进程

当程序出错时。共享内存会中的数据会保存在内存中。重新启动后会恢复执行状态。

消息队列：独立进程和线程，消息必定会被接收而且会被处理（除非是流水线

作业式）自己能够返回。

接收到消息的线程和进程挨个运行受到消息的处理程序

多任务优势：同一时候执行内核处理——单核分时处理

线程的生命不独立

进程比线程慢的原因：

1）进程空间独立。须要内核作为中转

2）线程在同一进程空间内，寻址内存连续，全部资源在同一进程区间

CUP内核使用率超过100%的原因：

多核处理。每一个CPU的使用率相加则使用率超过100%

线程同步：相互排斥

相互排斥量的种类：

相互排斥量 = 线程锁 = mutex

线程锁，读写锁，自旋锁，条件变量 <==> 线程同步的方式

@线程锁子类：1）普通锁 2）默认锁 3）快速锁 4）错误校验锁 5）回环锁

锁用来异步

int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);

int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);

int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);

若已经堵塞的条件下调用pthread_mutex_trylock。则会失败，不能锁住相互排斥量

返回EBUSY。调用该函数防止死锁。

@线程锁堆的初始化

有锁就有线程。锁是为线程准备的。

若不初始化。则锁为上锁状态，无法使用。

int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);

int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex,

const pthread_mutexattr_t *restrict attr);

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

初始化的两种方式：

1）动态：int pthread_mutex_init

2）静态：pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

若初始化为默认属性，则attr置值为NULL;

若对静态分配相互排斥量，则把它置为常量PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER

@线程锁的使用：先加锁。再使用，再解锁。

@以前拥有锁的人解锁后不sleep的情况下再次拥有锁的机会更大；若解锁后睡眠，

则再次抢到锁的机会就均匀了。

有sleep时，延长了持锁人持锁的时间。本质上是别的线程有了等待的时机。

导致持锁人解锁之后再次持锁的时间变短了。

@10秒内检測是否死锁：

gdb中bt參数查看栈帧，查看方法：

1）查看进程号 a） gdb attach id（进程号）

b） gdb -pid=id（进程号）

2）bt查看栈帧

3）查看进程栈帧局部变量的值

info threads

4）切换进程       thread Id（进程号）

5）查看栈空间     bt full

6）退出进程调试   detach

7）退出gdb        q

@一般说的线程锁是指默认锁，仅仅能加锁一次。回环锁为特殊的线程锁。

能够多次加锁，一般用不到。

@自旋锁的属性

自旋锁：假设自旋锁已经被别的运行单元保持，调用者就一直循环查看是否该

自旋锁的保持已经释放了锁，“自旋”就是循环查看的意思。

@回环锁能够多次加锁，每加一次计数器加一。减锁使用时。每减一次计数器减一

@1）尽量避免多锁穿插使用

2）降低锁的分支

3）线程锁必须在全部函数使用之前声明。相当于全局变量

4）全局变量实现相互排斥，不能代替锁。全局变量不是原子的尽量不要用全局变量

替代锁

@尽可能缩短临界区的长度，避免第二次加锁导致程序被挂起（死锁）

而不能异步相互排斥串行

@加锁的目的就是实现异步相互排斥串行

@不用锁的方法：将资源扩展，使相互排斥的对象变多。

如：10个线程相应10个资源。

信号量、消息队列和共享内存的差别：

@信号量、消息队列是调用系统调用完毕，

@共享内存仅仅是在申请时调用系统调用。之后都在自己的进程区间内

通过指针进行操作。效率比較高。