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Linux处理机管理——线程

2021-06-10 19:06:15  阅读:147  来源: 互联网

标签:thread 处理机 create Linux 线程 pthread 进程 多线程


文章目录

1.线程

线程(英语:thread)是操作系统能够进行运算调度的最小单位。

它被包含在进 程之中,是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流,一个进程中可以并发多个线程,每条线程并行执行不同的任务。

在Unix System V及SunOS中也被称为轻量进程(lightweight processes),但轻量进程更多指内核线程(kernel thread),而把用户线程(user thread)称为线程。

线程是独立调度和分派的基本单位。线程可以为操作系统内核调度的内核线程,如Win32线程;由用户进程自行调度的用户线程,如Linux平台的POSIX Thread;或者由内核与用户进程,如Windows 7的线程,进行混合调度。同一进程中的多条线程将共享该进程中的全部系统资源,如虚拟地址空间,文件描述符和信号处理等等。但同一进程中的多个线程有各自的调用栈(call stack),自己的寄存器环境(register context),自己的线程本地存储(thread-local storage)。

一个进程可以有很多线程,每条线程并行执行不同的任务。
在多核或多CPU,或支持Hyper-threading的CPU上使用多线程程序设计的好处是显而易见,即提高了程序的执行吞吐率。在单CPU单核的计算机上,使用多线程技术,也可以把进程中负责I/O处理、人机交互而常被阻塞的部分与密集计算的部分分开来执行,编写专门的workhorse线程执行密集计算,从而提高了程序的执行效率。

1. 线程的特点

在多线程OS中,通常是在一个进程中包括多个线程,每个线程都是作为利用CPU的基本单位,是花费最小开销的实体。线程具有以下属性。

1)轻型实体

线程中的实体基本上不拥有系统资源,只是有一点必不可少的、能保证独立运行的资源。
线程的实体包括程序、数据和TCB。线程是动态概念,它的动态特性由线程控制块TCB(Thread Control Block)描述。TCB包括以下信息:
(1)线程状态。
(2)当线程不运行时,被保存的现场资源。
(3)一组执行堆栈。
(4)存放每个线程的局部变量主存区。
(5)访问同一个进程中的主存和其它资源。
用于指示被执行指令序列的程序计数器、保留局部变量、少数状态参数和返回地址等的一组寄存器和堆栈。

2)独立调度和分派的基本单位。

在多线程OS中,线程是能独立运行的基本单位,因而也是独立调度和分派的基本单位。由于线程很“轻”,故线程的切换非常迅速且开销小(在同一进程中的)。

3)可并发执行。

在一个进程中的多个线程之间,可以并发执行,甚至允许在一个进程中所有线程都能并发执行;同样,不同进程中的线程也能并发执行,充分利用和发挥了处理机与外围设备并行工作的能力。

4)共享进程资源。

在同一进程中的各个线程,都可以共享该进程所拥有的资源,这首先表现在:所有线程都具有相同的地址空间(进程的地址空间),这意味着,线程可以访问该地址空间的每一个虚地址;此外,还可以访问进程所拥有的已打开文件、定时器、信号量机构等。由于同一个进程内的线程共享内存和文件,所以线程之间互相通信不必调用内核。

2.如何创建线程

pthread_create();

 pthread_create(); 

pthread_create是类Unix操作系统(Unix、Linux、Mac OS X等)的创建线程的函数。
它的功能是创建线程(实际上就是确定调用该线程函数的入口点),在线程创建以后,就开始运行相关的线程函数。

pthread_create的返回值:
若成功,返回0;若出错,返回出错编号。

头文件 #include<pthread.h>
函数声明 int pthread_create(pthread_t *tidp,const pthread_attr_t *attr,void *(*start_rtn)(void*),void *arg);
编译链接参数-lpthread
返回值
若线程创建成功,则返回0。若线程创建失败,则返回出错编号,并且thread中的内容是未定义的。

返回成功时,由tidp指向的内存单元被设置为新创建线程的线程ID。attr参数用于指定各种不同的线程属性。新创建的线程从start_rtn函数的地址开始运行,该函数只有一个万能指针参数arg,如果需要向start_rtn函数传递的参数不止一个,那么需要把这些参数放到一个结构中,然后把这个结构的地址作为arg的参数传入。

linux下用C语言开发多线程程序,Linux系统下的多线程遵循POSIX线程接口,称为pthread。

参数

第一个参数为指向线程标识符的指针。
第二个参数用来设置线程属性。
第三个参数是线程运行函数的起始地址。
最后一个参数是运行函数的参数。

注意事项

因为pthread并非Linux系统的默认库,而是POSIX线程库。在Linux中将其作为一个库来使用,因此加上 -lpthread(或-pthread)以显式链接该库。函数在执行错误时的错误信息将作为返回值返回,并不修改系统全局变量errno,当然也无法使用perror()打印错误信息。

示例

在终端上 ./a.out 后面需加 -lpthread

#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> 
#include <pthread.h> 
#include <unistd.h> 
#include <string.h> 
void printids(const char *s) 
{ 
	pid_t pid; 
	pthread_t tid; 
	pid = getpid(); 
	tid = pthread_self(); 
	printf("%s pid %u tid %u (0x%x)\n", s, (unsigned int) pid, (unsigned int) tid, (unsigned int) tid); 
}
void *thr_fn(void *arg) 
{ 
	printids("new thread: "); 
return NULL; 
}
int main(void) 
{ 
	int err; 
	pthread_t ntid;
	 err = pthread_create(&ntid, NULL, thr_fn, NULL);
	 if (err != 0)
		printf("can't create thread: %s\n", strerror(err)); 
	 printids("main thread:"); pthread_join(ntid,NULL);
	 return EXIT_SUCCESS; 
}

标签:thread,处理机,create,Linux,线程,pthread,进程,多线程
来源: https://blog.51cto.com/u_15265965/2892057

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