多線程的些許理解（平臺x86，具體考慮linux,windows）
多線程的些許理解
一.體系架構
1.原子操做
1） 定義
不可中斷的一個或者一系列操做，也就是不會被線程調度機制打斷的操做，在運行期間不會有任何的上下文切換(context switch).java
2) 咱們爲何關注原子操做（what）
在多線程操做的時候，肯定某個操做非原子操做，要用消耗性能的昂貴的鎖去保護。linux
3）單核CPU、多核CPU
在單核CPU中，可以在一個指令中完成的操做均可以看做爲原子操做，由於中斷只發生在指令間。ios
在多核CPU中，軟件級別的原子操做依賴於硬件支持的，在X86體系中，CPU提供了HLOCK pin引 線，容許CPU在執行某個指令（僅僅是一個指令）時拉低HLOCK pin引線的電平，直到這個這個指令執行完畢才放開。拉低電平致使鎖住總線，如此在同一總線的CPU就暫時沒法經過總線訪問內存了，這樣就保證了多核處理器的原子操做。（在那段時間，我猜想，處理器，在想爲啥內存訪問被禁止，什麼鬼，交 通管制，又是哪一個大領導來視察）編程
4）如何定義操做原子操做
對於非long和double基本數據類型的「簡單操做」均可以看做原子操做。for example：賦值和返回。在大多數系統中long和double都佔據8個字節，操做系統或者JVM（java虛擬機）極可能會將寫入和讀取操做分離成兩個獨立的操做來執行，這就產生一個讀取和寫入過程當中的上下文切換，從而致使多線程看到不正確的狀況。windows
自增，自減非原子操做，一共三步（兩次內存訪問，一次寄存器修改）多線程
好比：x++;(沒有招，兄弟犧牲點性能吧）架構
mov eax,dword ptr [x] add eax,1 mov dword ptr [x],eax
2、操做系統之上的實現函數
講點沒有用，有大咖測試發現，在linux上進程和線程的效率差很少，window上進程和線程效率差距很大。性能
1.window上多線程同步和互斥操做
分別有四種方式：臨界區（CriticalSection)、互斥對象（Mutex）、信號量（Semaphore）、事件對象（Event）。測試
1）臨界區：
使用函數：
CRITICAL_SECTION CriticalSection;
InitializeCriticalSection(&CriticalSection);
EnterCriticalSection(&CriticalSection);
LeaveCriticalSection(&CriticalSection);
DeleteCriticalSection(&CriticalSection);
write an example:
#include <string>
#include <iostream>
#include < process.h>
#include <windows.h>
using namespace std;
CRITICAL_SECTION g_cs;
unsigned __stdcall threadFun(void *param)
{
EnterCriticalSection(&g_cs);
cout<<*(string*)(param)<<endl;
LeaveCriticalSection(&g_cs);
return 1;
}
int main()
{
InitializeCriticalSection(&g_cs);
HANDLE hth1, hth2, hth3;
string s1 = "first", s2 = "second", s3= "third";
hth1 = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, threadFun, &s1, 0, NULL);
hth2 = (HNADLE)_beginthreadex(NULL, 0, threadFun, &s2, 0, NULL);
hth3 = (HNADLE)_beginthreadex(NULL, 0, threadFun, &s3, 0, NULL);
WaitForSingleObject(hth1, INFINITE);
WaitForSingleObject(hth2, INFINITE);
WaitForSingleObject(hth3, INFINITE);
CloseHandle(hth1);
CloseHandle(hth2);
CloseHandle(hth3);
DeleteCriticalSection(&g_cs);
return 0;
}
2) 互斥對象(Mutex）
引入了對象互斥對象的概念，來保證共享數據操做的完整性，每一個對象對應於一個可稱爲互斥鎖的標記，用這個標記用來保證在任一時刻，只要有一個線程訪問該對象，操做接口：
CreateMutex OpenMutex ReleaseMutex
write an example:
#include<string>
#include<iostream>
#include<process.h>
#include<windows.h>
using namespace std；
HANDLE hmu;
unsined __stdcall threadFun(void *param)
{
WaitForSingleObject(hmu, INFINITE);
cout<<*(string*)(param)<<endl;
ReleaseMutex(hmu);
return 1;
}
int main()
{
hmu = CreateMutex(NULL, FALSE, NULL);
HANDLE hth1, hth2, hth3;
string s1 = "first", s2 = "second", s3 = "third";
hth1 = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, threadFun, &s1, 0, NULL);
hth2 = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, threadFun, &s2, 0, NULL);
hth3 = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, threadFun, &s3, 0, NULL);
WaitForSingleObjec(hth1, INFINITE);
WaitForSingleObjec(hth2, INFINITE);
WaitForSingleObject(hth3, INFINITE);
CloseHandle(hth1);
CloseHandle(hth2);
CloseHandle(hth3);
CloseHandle(hmu);
return 0; }
3）信號量（Semaphore）
信號量，別稱信號燈。負責協調各個線程，保證正確合理的使用公共資源。
window環境接口：
CreateSemaphore OpenSemaphore ReleaseSemaphore
write an example:
#include <string>
#include <iostream>
#include <process.h>
#include <windows.h>
using namespace std;
HANDLE hsem1, hsem2, hsem3;
usigned __stdcall threadFunA(void *)
{
for(int i = 0; i < 10; i++)
{
WaitForSingleObject(hsem1, INFINITE);
cout<<"A";
ReleaseSemaphore(hsem2, 1, NULL);
}
return 1;
}
unsigned __stdcall threadFunB(void*)
{
for(int i = 0; i < 10; i++)
{
WaitForSingleObject(hsem2, INFINITE);
cout<<"B";
ReleaseSemaphore(hsem2, 1, NULL);
}
return 1;
}
unsigned __stdcall threadFunC(void*)
{
for(inti =0; i < 10; i++)
{
WaitForSingleObject(hsem3, INFINITE);
cout<<"C";
ReleaseSemphore(hsem1, 1, NULL);
}
return 1;
}
int main()
{
hsem1 = CreateSemaphore(NULL, 1, 1, NULL);
hsem2 = CreateSemaphore(NULL, 0, 1, NULL);
hsem3 = CreateSemaphore(NULL, 0, 1, NULL);
HANDLE hth1, hth2, hth3;
hth1 = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, threadFunA, NULL, 0, NULL);
hth2 = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, threadFunB, NULL, 0, NULL);
hth3 = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, o, threadFunC, NULL, 0, NULl);
WaitForSingleObject(hth1, INFINITE);
WaitForSingleObject(hth2, INFINITE);
WaitForSingleObject(hth3, INFINITE);
CloseHandle(hth1);
CloseHandle(hth2);
CloseHandle(hth3);
CloseHandle(hsem1);
CloseHandle(hsem2);
CloseHandle(hsem3);
return 0;
}
4) 事件對象（Event）
windows事件操做
CreateEvent OpenEvent PulseEvent ResetEvent SetEvent
主線程通常能夠這樣寫：
CreateEvent(/*...*/); // 建立事件對象 SetEvent(/*...*/); // 設置信號 WaitForMultiObjects(hThread, /*...*/); // 等待線程結束 CloseHandle(/*...*/); // 關閉線程句柄
而被啓動的線程通常要等待某個事件再進行操做：
while(1){
WaitForSingleObject(/*...*/); // 等待事件
/*...*/
}
總結：
1. 使用頻率，信號量 > 互斥對象 > 臨界區 > 事件對象
2. windows編程中有兩種建立線程的方法，一種爲CreateThread(），另外一種爲_beginthreadex()，當若是代碼使用標準C運行庫，建議使用後者。 （window API的好）
2.linux c 多線程編程
無非也是鎖機制，條件變量，讀寫鎖，在linux編程中多線程和多進程差很少，無非API改更名，不作太多探討。
write simple an example:
#include"../apue.h"
int pos=0;
char *list[10]={"person1","person2","person3","person4","person5",
"person6","person7","person8","person9","person10"};
pthread_mutex_t mutex;
void *func(void *p)
{
int a = *(int*)p;
for(;;)
{
pthread_mutex_lock(&mutex);
if(pos>=10)
{
break;
}
printf("%d號諮詢美女爲%s服務\n",a,list[pos]);
pos++;
pthread_mutex_unlock(&mutex);
sleep(8);//模擬服務時間
}
pthread_mutex_unlock(&mutex);
}
int main()
{
int i;
int a=1,b=2,c=3;
pthread_t id1,id2,id3;
pthread_mutex_init(&mutex,NULL);
pthread_create(&id1,NULL,func,&a);
pthread_create(&id2,NULL,func,&b);
pthread_create(&id3,NULL,func,&c);
pthread_join(id1,NULL);
pthread_join(id2,NULL);
pthread_join(id3,NULL);
while(1);
}
參考：網上的博客 （集百家之所長，補本身之所短）
《UNIX環境高級編程》這本書看完了，驗證一遍，linux基本操做都應該沒啥問題。
- 1. Linux 平臺多線程編程實例
- 2. 單線程和多線程的優缺點（windows平臺）
- 3. ServerLib-Linux平臺多線程網絡庫
- 4. .NET Core多平臺開發體驗[3]: Linux (Windows Linux子系統）
- 5. .NET Core多平臺開發體驗[3]- Linux (Windows Linux子系統）
- 6. 基於X86平臺的PCIE-Linux驅動
- 7. 跨平臺多線程
- 8. 對Java多線程的一些理解
- 9. C++多線程的一些理解
- 10. windows平臺使用SecureCRT+Xming執行linux平臺的一些圖形程序
- 更多相關文章...
- • C# 多線程 - C#教程
- • ionic 平臺 - ionic 教程
- • PHP開發工具
- • 適用於PHP初學者的學習線路和建議
-
每一个你不满意的现在，都有一个你没有努力的曾经。