Linux线程——基本知识

2023-12-19 03:45:56

线程与进程的区别

典型的UNIX/Linux进程可以看成只有一个控制线程: 一个进程在同一时刻只做一件事情。有了多个控制线程后,在程序设计时可以把进程设计成在同一时刻做不止一件事,每个线程各自处理独立的任务

进程有独立的地址空间,一个进程崩溃后,在保护模式下不会对其它进程产生影响,而线程只是一个进程中的不同执行路径。线程有自己的堆栈和局部变量,但线程没有单独的地址空间,一个线程死掉就等于整个进程死掉,所以多进程的程序要比多线程的程序健壮,但在进程切换时,耗费资源较大,效率要差一些。但对于一些要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作,只能用线程,不能用进程。

进程

进程是程席执行时的一个实例,是担当分配系统资源(CPU时间、内存等)的基本单位。在面向线程设计的系统中,进程本身不是基本运行单位,而是线程的容器。程序本身只是指令、数据及其组织形式的描述,进程才是程序(那些指令和数据)的真正运行实例

线程

线程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。线程包含了表示进程内执行环境必须的信息,其中包括进程中表示线程的线程ID、一组寄存器值、栈、调度优先级和策略、信号屏蔽字、errno常量以及线程私有数据。进程的所有信息对该进程的所有线程都是共享的,包括可执行的程序文本、程序的全局内存和堆内存、栈以及文件描述符。在Unix和类Unix操作系统中线程也被称为轻量级进程(lightweight processes),但轻量级进程更多指的是内核线程 (kernel thread),而把用户线程 (user thread) 称为线程。

进程一一资源分配的最小单位? ? ? ? 线程一一程序执行的最小单位

使用线程的理由(与进程相比)

从上面我们知道了进程与线程的区别,其实这些区别也就是我们使用线程的理由。总的来说就是:进程有独立的地址空间,线程没有单独的地址空间 (同一进程内的线程共享进程的地址空间)。

一、一种非常"节俭"的多任务操作方式

我们知道,在Linux系统下,启动一个新的进程必须分配给它独立的地址空间,建立众多的数据表来维护它的代码段、堆栈段和数据段,这是一种"昂贵"的多任务工作方式。而运行于一个进程中的多个线程,它们彼此之间使用相同的地址空间,共享大部分数据,启动一个线程所花费的空间远远小于启动一个进程所花费的空间,而且,线程间彼此切换所需的时间也远远小于进程间切换所需要的时间。据统计,总的说来,一个进程的开销大约是一个线程开销的30倍左右,当然,在具体的系统上,这个数据可能会有较大的区别。

二、线程间方便的通信机制

对不同进程来说,它们具有独立的数据空间,要进行数据的传递只能通过通信的方式进行,这种方式不仅费时,而且很不方便。线程则不然,由于同一进程下的线程之间共享数据空间,所以一个线程的数据可以直接为其它线程所用,这不仅快捷,而且方便。当然,数据的共享也带来其他一些问题,有的变量不能同时被两个线程所修改,有的子程序中声明为static的数据更有可能给多线程程序带来灾难性的打击,这些正是编写多线程程序时最需要注意的地方。

线程的优点

多线程程序作为一种多任务、并发的工作方式,当然有以下的优点:

1、提高应用程序响应

这对图形界面的程序尤其有意义,当一个操作耗时很长时,整个系统都会等待这个操作,此时程序不会响应键盘、鼠标、菜单的操作,而使用多线程技术,将耗时长的操作(time consuming) 置于一个新的线程,可以避免这种临尬的情况。

2、使多CPU系统更加有效

操作系统会保证当线程数不大于CPU数目时,不同的线程运行于不同的CPU上。

3、改善程序结构

一个既长又复杂的进程可以考虑分为多个线程,成为几个独立或半独立的运行部分,这样的程序会利于理解和修改。

线程常用开发API概要

多线程开发在 Linux 平台上已经有成熟的 pthread 库支持。
其涉及的多线程开发的最基本概念主要包含三点:1、线程,2、互斥锁,3、条件。

线程操作

线程操作包括3 种:创建,退出,等待

互斥锁

互斥锁则包括 4 种操作,分别是:创建,销毁,加锁和解锁

条件操作

条件操作有 5 种操作:创建,销毁,触发,广播和等待

其他

其他的一些线程扩展概念,如信号灯等,都可以通过上面的三个基本元素的基本操作封装出来。详细请见下表:

本章节主要是对线程有一个字面上的了解 关于线程的创建、等待及其他API操作实战下章节编写。

文章来源:https://blog.csdn.net/2301_78772787/article/details/135069287
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