linux 线程管理、同步机制等
學(xué)了那么多有關(guān)進(jìn)程的東西，一個(gè)作業(yè)從一個(gè)進(jìn)程開(kāi)始，如果你需要執(zhí)行其他的東西你可以添加一些進(jìn)程，進(jìn)程之間可以通信、同步、異步。似乎所有的事情都可以做了。
對(duì)的，進(jìn)程是當(dāng)初面向執(zhí)行任務(wù)而開(kāi)發(fā)出來(lái)的，每個(gè)進(jìn)程代表著一個(gè)動(dòng)作，你可以說(shuō)一個(gè)進(jìn)程組代表一個(gè)任務(wù)，或者一個(gè)會(huì)話代表一個(gè)任務(wù)，關(guān)鍵是你的任務(wù)就是在進(jìn)程的執(zhí)行與進(jìn)程之間的交互中被完成。
但是，我們知道，進(jìn)程在操作系統(tǒng)中被設(shè)計(jì)成獨(dú)立的個(gè)體，進(jìn)程與進(jìn)程之間有絕對(duì)的界限，他們的通信是需要通過(guò)內(nèi)核的。這個(gè)耗費(fèi)是蠻大的，并且，進(jìn)程對(duì)資源的占有也時(shí)常是一個(gè)讓進(jìn)程編程負(fù)擔(dān)的原因。
總的來(lái)說(shuō)，如果你希望系統(tǒng)中并行的運(yùn)行的一些任務(wù)，你就需要跑多個(gè)進(jìn)程，而進(jìn)程它跑動(dòng)的前提是對(duì)資源的占有，它是一個(gè)獨(dú)立體，從某種意義上講，它的執(zhí)行不依賴其他的東西（當(dāng)然內(nèi)核的支持肯定是要的）。這種設(shè)計(jì)風(fēng)格，保證了進(jìn)程的獨(dú)立性，但是也增加了進(jìn)程的重量。其次，不管進(jìn)程獨(dú)立風(fēng)格怎么樣，進(jìn)程之間的通信始終是需要的。這種通信需要內(nèi)核的支持，這也是不夠理想的。
基于上面的問(wèn)題，線程的概念被提出來(lái)了。
沒(méi)有線程概念之前，進(jìn)程被看做是一個(gè)執(zhí)行與資源的最小占有體。進(jìn)程被看做執(zhí)行的一個(gè)最小體，什么意思呢，一個(gè)進(jìn)程就是用來(lái)服務(wù)一個(gè)請(qǐng)求的。多個(gè)請(qǐng)求需要?jiǎng)?chuàng)建多個(gè)進(jìn)程來(lái)服務(wù)請(qǐng)求。關(guān)鍵是，如果這些請(qǐng)求是類似的、關(guān)聯(lián)非常高的，這個(gè)時(shí)候，每個(gè)進(jìn)程對(duì)資源的占有，以及進(jìn)程之間的通信就非常頻繁。進(jìn)程顯然不適合這種模式。
線程，抽象的講就是將進(jìn)程這個(gè)作為執(zhí)行的個(gè)體拆分成若干個(gè)小執(zhí)行體，這些小的執(zhí)行體共享一個(gè)進(jìn)程所占有的資源。
如果一個(gè)進(jìn)程，是一個(gè)手術(shù)室，那么該手術(shù)室需要對(duì)很多工具進(jìn)行獨(dú)占，并且保持一定的獨(dú)立性（不獨(dú)立將會(huì)很危險(xiǎn)，想想，不同的手術(shù)室，經(jīng)常為某個(gè)手術(shù)工具而等待，將會(huì)很恐怖）。手術(shù)間的通信也會(huì)經(jīng)過(guò)外面，而不是直接的。
而一個(gè)手術(shù)室內(nèi)部呢？有若干個(gè)醫(yī)生、護(hù)士，他們各司其職，工具共享、交流通暢。這就是進(jìn)程和線程的區(qū)別。
不過(guò)從另外一個(gè)角度上講，線程和進(jìn)程只是從不同的角度（粗細(xì)度）看操作系統(tǒng)的執(zhí)行體。就線程本身而言，它的最大特點(diǎn)就是共享一個(gè)進(jìn)程的幾乎所有資源（內(nèi)存空間等），但是作為一個(gè)執(zhí)行體，它也擁有與進(jìn)程類似的相關(guān)控制管理操作（創(chuàng)建、退出、等待、通信）。所以，認(rèn)清進(jìn)程與線程的區(qū)別的基礎(chǔ)上，看到他們的相同點(diǎn)，是學(xué)習(xí)兩者的好方法。
線程基本管理
創(chuàng)建線程
/usr/include/bits/pthread.h
Extern int pthread_create( pthread_t * __restrict??__new thread,
????????????????????????????????__constpthread_attr_t*??__restrict??__attr,
????????????????????????????????Void * (* __start _routine ) (void *),
????????????????????????????????Void *??__restrict __arg)
/usr/include/bits/pthreadtypes.h
Typedef unsigned long int pthread_t;
可以看到，創(chuàng)建一個(gè)新的線程，需要注入一段“執(zhí)行腳本”，就像創(chuàng)建一個(gè)新的進(jìn)程一樣，復(fù)制父進(jìn)程的“執(zhí)行腳本”，或者使用exec函數(shù)從文件系統(tǒng)中調(diào)入一個(gè)新的執(zhí)行文件進(jìn)來(lái)。進(jìn)程是獨(dú)立體，自然“執(zhí)行腳本”也是獨(dú)立體。而線程被定義為進(jìn)程執(zhí)行體的一部分，所以，線程的“執(zhí)行腳本”自然是進(jìn)程“執(zhí)行腳本”的一個(gè)部分。
可知，上述所說(shuō)的執(zhí)行腳本，在編寫(xiě)程序的時(shí)候，就是程序本身，程序內(nèi)部最能代表一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的執(zhí)行體的東西，自然是函數(shù)。所以，新建一個(gè)線程的所需要的東西就是指定一個(gè)該進(jìn)程（code）內(nèi)部的函數(shù)作為該線程的執(zhí)行腳本。從這點(diǎn)我們也可以看出，如果沒(méi)有線程的概念，進(jìn)程就像是一個(gè)按照“執(zhí)行腳本”（code）順序執(zhí)行的執(zhí)行體，線程的作用是從這個(gè)執(zhí)行體中摳出一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分來(lái)執(zhí)行。有一定的異步性。從上層來(lái)講，一個(gè)進(jìn)程仍然是按照用戶編程的程序進(jìn)行跑著。但是線程似乎讓這個(gè)“執(zhí)行體”并發(fā)的進(jìn)行起來(lái)。
繼續(xù)使用手術(shù)室的例子，手術(shù)的過(guò)程就是一段手術(shù)的可執(zhí)行程序中的code所指示的。每個(gè)線程，取該code中的某個(gè)部分做該做的事。主刀者做它的事，輸血者做輸血的事，觀察者看儀器。他們各司其職、但也并是不保持絕對(duì)的獨(dú)立。
可以說(shuō)，添加了線程概念的進(jìn)程，在執(zhí)行的時(shí)候，有一定的異步特點(diǎn)。
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線程退出
與進(jìn)程的exit和abort對(duì)應(yīng)。一個(gè)線程在該線程內(nèi)部突出的方式有：
/usr/include/bits/pthreadtypes.h
Extern void pthread_exit (void * _retval);
線程退出的情景有：
1）?調(diào)用pthread_exit
2）?調(diào)用pthread_cancel
3）?所屬進(jìn)程退出
4）?線程函數(shù)結(jié)束
5）?其中的一個(gè)線程執(zhí)行exec函數(shù)
要知道，exec函數(shù)的意思是喚起一個(gè)新的可執(zhí)行程序，來(lái)替換現(xiàn)有進(jìn)程，這是一個(gè)進(jìn)程級(jí)別的命令的，但是，在某個(gè)線程中執(zhí)行，所以一個(gè)線程執(zhí)行這個(gè)命令會(huì)導(dǎo)致其它的所有線程全部被退出。
等待線程
進(jìn)程中，父進(jìn)程可以使用wait和waitpid等待子進(jìn)程的執(zhí)行，線程中也是一樣：
Extern int pthread_join (pthread_t??__th, void??**??__thread_return);
獨(dú)立線程
使用等待線程，必須指定某個(gè)線程的id，必須是關(guān)聯(lián)的線程（自然是屬于一個(gè)進(jìn)程的），一個(gè)進(jìn)程內(nèi)部的線程默認(rèn)是與進(jìn)程關(guān)聯(lián)的，可以通過(guò)函數(shù)執(zhí)行，讓該進(jìn)程不關(guān)聯(lián)。
Extern int pthread_detach (pthread_t??__th);
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線程獨(dú)占的資源
這里我們講的線程獨(dú)占資源，是指那些線程退出的時(shí)候會(huì)釋放的資源，其他的線程是無(wú)法訪問(wèn)的線程。其實(shí)這個(gè)問(wèn)題我們只要知道，線程是進(jìn)程中某個(gè)函數(shù)的異步執(zhí)行而已，就很容易推到出來(lái)。
一個(gè)進(jìn)程的內(nèi)存空間中，有code區(qū)、數(shù)據(jù)區(qū)、BCC區(qū)，這三個(gè)區(qū)是可執(zhí)行程序在還未進(jìn)入內(nèi)存的時(shí)候就已經(jīng)分配好了的，所以，它是一個(gè)進(jìn)程的固有區(qū)，進(jìn)入內(nèi)存后，再加上棧區(qū)和堆區(qū)。線程中有可能申請(qǐng)了全局或者靜態(tài)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)都會(huì)在數(shù)據(jù)區(qū)或者BCC區(qū)中，線程中同時(shí)會(huì)有可能申請(qǐng)堆上空間，這個(gè)在一個(gè)進(jìn)程內(nèi)部，是通用的，因?yàn)樵搮^(qū)的數(shù)據(jù)只受申請(qǐng)很釋放函數(shù)管理，與是哪個(gè)線程申請(qǐng)，哪個(gè)釋放無(wú)關(guān)。在一個(gè)進(jìn)程內(nèi)部它還真的無(wú)所謂被誰(shuí)申請(qǐng)和釋放。
所以在一個(gè)進(jìn)程內(nèi)部，線程所獨(dú)占的，也就是局部變量，其實(shí)一個(gè)函數(shù)的角度去看，局部變量的確只屬于該函數(shù)，程序的其它的部分根本不知道它的存在。
如果沒(méi)有線程概念的時(shí)候，這些局部變量被壓入在統(tǒng)一的棧中，但是，有了線程，這種方式有不通用了，我們知道“執(zhí)行腳本”執(zhí)行的最根本依靠就是“棧的”先入后出方式。不同的線程之間是異步的，所以他們不可能在共享一個(gè)棧（如果是同步的，仍然是可以的）。
解決的方法可以想到，在沒(méi)有線程的概念中，所以的過(guò)程都在棧中發(fā)生，一個(gè)函數(shù)的過(guò)程局部變量在棧的某個(gè)部分相對(duì)其他事物是獨(dú)立了，也就是說(shuō)，其他部分僅會(huì)依賴你的開(kāi)始和結(jié)束，中間部分他們看不到。所以這個(gè)就可以獨(dú)立出來(lái)。
所以線程是可以獨(dú)立擁有自己的棧的。當(dāng)然線程除了擁有自己獨(dú)立的棧，還擁有其他獨(dú)立的東西。
線程退出前的動(dòng)作
與對(duì)于資源的占有，本該屬于進(jìn)程的動(dòng)作，進(jìn)程退出它所占有的所有資源都會(huì)被釋放，所以進(jìn)程在退出的時(shí)候無(wú)需太多考慮資源的釋放問(wèn)題（可能，有什么對(duì)某個(gè)資源的不同進(jìn)程之間的競(jìng)爭(zhēng)，需要進(jìn)程內(nèi)部協(xié)調(diào)）。
但是在一個(gè)進(jìn)程內(nèi)部，線程之間也會(huì)出現(xiàn)資源的競(jìng)爭(zhēng)，這不要與線程共享進(jìn)程所占有的資源這個(gè)概念搞混淆。從另外一個(gè)角度上講，各個(gè)進(jìn)程可以看做對(duì)系統(tǒng)擁有的所有資源共享呢。共享是共享，但是真正要使用的時(shí)候，有些工具就只能一個(gè)執(zhí)行體使用。所以進(jìn)程內(nèi)部同樣存在資源競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題。只是范圍縮小了而已。
在進(jìn)程中，由于各個(gè)線程處于一個(gè)“空間內(nèi)”，有關(guān)資源競(jìng)爭(zhēng)的控制直接由線程來(lái)做，我們?cè)O(shè)想，有一個(gè)資源記錄薄，上面記錄的資源全部只能是線程獨(dú)的。那個(gè)線程想使用某個(gè)工具就需要到該記錄簿上，打個(gè)記號(hào)，（如果已經(jīng)被人使用了那只能等了）。因?yàn)榫€程對(duì)進(jìn)程空間各項(xiàng)資源的共享，所以這種模式實(shí)現(xiàn)起來(lái)很方便。關(guān)鍵是，如果某個(gè)線程死掉了，但是沒(méi)有在死之前到記錄薄那里將那個(gè)占有記號(hào)給取消掉，那么其他的線程永遠(yuǎn)也無(wú)法使用該工具。
所以線程，在可預(yù)見(jiàn)性退出或者不可預(yù)見(jiàn)性退出的之前需要從分考慮資源釋放問(wèn)題。
當(dāng)然，除了資源釋放，我們還有很多其他的工作，需要在退出之前做的。這個(gè)動(dòng)作類似于進(jìn)程的atexit定義的動(dòng)作。在線程中，我們將那些要求在線程退出之前的動(dòng)作成為清理工作。
Void??Pthread_cleanup_push( void (* routine)??(void *),??void??*arg);
Void??pthread_cleanup_pop (int execute);
在線程中使用這兩個(gè)函數(shù)來(lái)做有關(guān)的清理工作。
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這中機(jī)制設(shè)計(jì)起來(lái)非常巧妙，在線程函數(shù)中，你什么時(shí)候申請(qǐng)了一個(gè)獨(dú)占資源，你都使用Pthread_cleanup_push函數(shù)注冊(cè)一個(gè)清理函數(shù)，該函數(shù)被壓入棧中。也就是說(shuō)，你申請(qǐng)了多少資源（或者其他的事情），你希望在該線程結(jié)束之前被釋放（或者其他動(dòng)作）。有可能有許多的動(dòng)作被壓入棧中。
在結(jié)束之前，通過(guò)pthread_cleanup_push逐個(gè)出棧，并執(zhí)行之前設(shè)定好的函數(shù)，來(lái)進(jìn)行清理工作。
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之所以選擇棧這個(gè)先入后出的結(jié)構(gòu)，大家想想就明白了。就像為什么析構(gòu)函數(shù)是與構(gòu)造函數(shù)反方向釋放空間一樣。在申請(qǐng)資源的時(shí)候，只可能后面的資源（變量），依賴前面的資源。所以釋放的時(shí)候按照反的方向釋放才是安全的。
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這兩個(gè)函數(shù)的具體用法，就是在線程函數(shù)中，在需要注冊(cè)清理函數(shù)的地方調(diào)用pthread_cleanup_push函數(shù)。在最后的結(jié)束的地方，逐個(gè)使用pthread_cleanup_push彈出函數(shù)執(zhí)行。程序可能執(zhí)行不到pthread_cleanup_push那么地方，但是系統(tǒng)規(guī)定，只要線程終止（不管是正常終止，還被強(qiáng)行終止），都會(huì)執(zhí)行這個(gè)東西。
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這個(gè)時(shí)候你就會(huì)發(fā)現(xiàn)這種清理機(jī)制的巧妙之處了。線程不管執(zhí)行到那個(gè)地方（可能還有些pthread_cleanup_push函數(shù)都沒(méi)有執(zhí)行），都可以終止，這個(gè)時(shí)候調(diào)用那些清理函數(shù)，就是合理的。如果使用那種類似于atexit的方式，寫(xiě)死了在線程結(jié)束前要做的事情，那么有時(shí)候我資源都沒(méi)有申請(qǐng)（沒(méi)有執(zhí)行到那個(gè)pthread_cleanup_push那個(gè)地方就被終止了），你卻要調(diào)用函數(shù)來(lái)釋放，是不合適的。而線程使用這種方式，保證了申請(qǐng)了才被釋放的機(jī)制。
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取消線程
線程外部發(fā)出取消的命令，是以信號(hào)的形式發(fā)送給該線程的，也就是說(shuō)并不是那種直接控制的方式，因?yàn)榫€程已經(jīng)是一個(gè)獨(dú)立的執(zhí)行體，所以它有權(quán)地決定是否以及如何聽(tīng)取你的取消命令。
Extern int thread_cancel??(pthread_t??__cancelthread);
Extern int pthread_setcancelstate(int __state, int *??__oldstate);
連個(gè)state值，分別是：
PTHREAD_CANCEL_DISABLE
PTHREAD_CANCEL_ENABLE
Extern int pthread_setcanceltype(int __type, int *??__oldtype);
兩個(gè)type的有效值為：
PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS
PTHREAD_CANCEL_DEFERRED
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線程私有數(shù)據(jù)（tsd）
有時(shí)候，我們希望執(zhí)行體之間共享、共用某個(gè)數(shù)據(jù)，通過(guò)兩個(gè)執(zhí)行體對(duì)一個(gè)變量進(jìn)行修改來(lái)達(dá)到通信的效果。（其實(shí)有一種方式在執(zhí)行體之間傳遞數(shù)據(jù)就是使用參數(shù)，但是要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)執(zhí)行體之間的這種通信效果是很不方便的）
最好的方法就是使用全局變量。
當(dāng)然全局變量是一種相對(duì)的概念，只要兩個(gè)執(zhí)行體都認(rèn)識(shí)該全局變量，應(yīng)該就算是全局變量。
有了這個(gè)全局變量，我能就可以在不同的函數(shù)中實(shí)現(xiàn)通信，尤其是在這些函數(shù)已經(jīng)獨(dú)立出來(lái)（使用線程）。
例如，對(duì)進(jìn)程占有的某個(gè)資源的占用，我們使用一個(gè)全局變量來(lái)指示還有多少可以用的，每次新建一個(gè)線程，可以實(shí)施對(duì)該資源變量的修改來(lái)表達(dá)它的數(shù)量的增減。
對(duì)，這種進(jìn)程線程共享機(jī)制是很有用的。
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但是，有時(shí)候，我希望有些東西獨(dú)屬于某個(gè)線程，并且可以跨越線程的幾個(gè)函數(shù)。什么意思呢？進(jìn)程中的code可以有很多的函數(shù)，而線程是從某個(gè)函數(shù)進(jìn)入的，并且這個(gè)函數(shù)有可能訪問(wèn)其他的函數(shù)。現(xiàn)在對(duì)于同一個(gè)函數(shù)fun1,它內(nèi)部調(diào)用了fun2.同時(shí)兩個(gè)函數(shù)都操作了一個(gè)全局變量n。現(xiàn)在我從fun1函數(shù)這里開(kāi)始產(chǎn)生出多個(gè)線程，每個(gè)線程都對(duì)這個(gè)變量n獨(dú)有，這就是說(shuō)這個(gè)線程對(duì)變量n的更改只限于該線程內(nèi)部的那些函數(shù)，與其他線程無(wú)關(guān)。這就與全局變量不同，全局變量沒(méi)有線程的差別，只要被誰(shuí)改了，就被改了。
也許你會(huì)想到一個(gè)方法，使用參數(shù)值傳遞，將全局變量從fun1傳遞進(jìn)入，但是這樣會(huì)很不方便，因?yàn)樵谀硞€(gè)一個(gè)線程中，可能有很多的函數(shù)都會(huì)使用該參數(shù)，這就是回到了前面我們討論的如何使用一個(gè)變量在各個(gè)執(zhí)行體之間流轉(zhuǎn)的問(wèn)題。使用的就是全局變量。
于是我們現(xiàn)在需要的就是一個(gè)類似于全局變量，但是有不是全局變量的東西，它屬于一個(gè)線程內(nèi)部的全局變量。
這就是我們要學(xué)到的東西——線程私有數(shù)據(jù)（TSD）
Pthread_key_t??key;
在編寫(xiě)代碼時(shí)使用這樣一個(gè)語(yǔ)句在程序中定義一個(gè)類似于全局變量的東西。
在每個(gè)函數(shù)內(nèi)部使用函數(shù)：
Int pthread_key_create(pthread_key_t??* key, void ( *destr_function ) (void *));
這句話的作用就是，在某個(gè)線程中，執(zhí)行這個(gè)函數(shù)，將key這個(gè)全局變量注入數(shù)據(jù)，這個(gè)時(shí)候，你要注意這不是普通的在線程內(nèi)部
Key=10；
這個(gè)函數(shù)，會(huì)在該線程的范圍內(nèi)，開(kāi)閉一個(gè)獨(dú)立的空間來(lái)保存key的內(nèi)容。在該線程的范圍內(nèi)，該名字（key）所引用的地址都是那個(gè)地方。
不管哪個(gè)線程調(diào)用這個(gè)函數(shù)，都會(huì)獨(dú)立在線程范圍內(nèi)開(kāi)辟那個(gè)空間。名字使用key。
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有些人會(huì)說(shuō)，那這樣與我在該函數(shù)內(nèi)部從新定義一個(gè)key，然后使用有什么區(qū)別呢？有的，由于這個(gè)可以仍然扮演全局變量的角色。
當(dāng)我們編寫(xiě)代碼的時(shí)候，我們并不區(qū)分線程，我們也不知道某個(gè)函數(shù)會(huì)被喚起多少個(gè)線程，但是不同的函數(shù)之間通暢的交流使用全局變量就是一個(gè)很好的方法，又由于全局變量不能保證線程之間的獨(dú)立。而TSD，在編碼的時(shí)候保持著全局變量的樣子和作用。在實(shí)際跑的時(shí)候，卻是一個(gè)與線程相關(guān)的全局變量。
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當(dāng)然了，Pthread_key_t是一個(gè)特殊的全局變量。
讀寫(xiě)那個(gè)線程全局變量的需要使用特殊的函數(shù)。
Int pthread_setspecific (pthread_key_t key, const void * pointer);
Void * pthread_getspecific(pthread_key _t key);
所以，有關(guān)線程私有數(shù)據(jù)本來(lái)就是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題，它所表達(dá)的就是一個(gè)同名不同地址的全局變量。也就是全局同名，各線程中不同地址。
其實(shí)這個(gè)東西還是滿難理解的。如果是一個(gè)應(yīng)用的技巧，也就是說(shuō)不涉及的內(nèi)核的特殊支持。那么可以這樣理解。
首先，定義個(gè)全局變量pthread_key_t??key?這樣的結(jié)構(gòu)。
該結(jié)構(gòu)自然可以被然后一個(gè)線程使用，該結(jié)構(gòu)內(nèi)部有一個(gè)這樣的列表。
List——>pointer>
其中,tid是當(dāng)前線程的線程id，pointer是某個(gè)地址為void *?類型。
使用Pthread_key_create()函數(shù)意在創(chuàng)建一個(gè)這樣的結(jié)構(gòu)，開(kāi)始的那個(gè)全局變量很可能是一個(gè)類似于空殼的東西，似乎就是一個(gè)指針而已。只用通過(guò)這個(gè)函數(shù)，才能從系統(tǒng)中得到一個(gè)這樣的結(jié)果，并且順便，注冊(cè)一個(gè)函數(shù)，用于每個(gè)線程在退出的時(shí)候釋放與key關(guān)聯(lián)的那個(gè)空間。
Pthread_setspecific()函數(shù)，將某個(gè)地址注冊(cè)到那個(gè)key結(jié)構(gòu)中，使用tid作為標(biāo)示。
Pthread_getspecific(),將key結(jié)構(gòu)中當(dāng)前tid關(guān)聯(lián)的指針地址返回。
內(nèi)存空間如下:
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在某個(gè)線程中，只需要通過(guò)set/getsepcific函數(shù)，不管在那個(gè)函數(shù)內(nèi)部，在一個(gè)線程內(nèi)部從key那個(gè)結(jié)構(gòu)得到的指針永遠(yuǎn)是一致的。不過(guò)想來(lái)，這繞得也太大彎了。
線程屬性管理
前面介紹了線程基本的概念以及有關(guān)創(chuàng)建、退出、等待等等基本的內(nèi)容，這一節(jié)主要介紹線程的屬性控制管理。
屬性是一件東西的內(nèi)在內(nèi)容，作為一個(gè)獨(dú)立的執(zhí)行體，線程需要獨(dú)占一些東西以支持它的獨(dú)立執(zhí)行。（雖然我們一直強(qiáng)調(diào)線程共享進(jìn)程的資源）。
1）?程序計(jì)數(shù)器，由于線程是被拆分了的進(jìn)程執(zhí)行體，cpu中控制指令執(zhí)行的東西必須被各個(gè)線程所獨(dú)有。這個(gè)事執(zhí)行環(huán)境的其中一個(gè)。
2）?一組寄存器，與程序計(jì)數(shù)器一起構(gòu)成了線程執(zhí)行基本環(huán)境。這兩個(gè)屬性是程序員所無(wú)法控制，也不應(yīng)該被控制，就應(yīng)該被透明化的東西。
3）?棧，前面分析了，棧是一個(gè)程序執(zhí)行的依賴結(jié)構(gòu)，線程具有一定的獨(dú)立性，需要一個(gè)屬于自己的獨(dú)立棧來(lái)安排它的執(zhí)行執(zhí)行過(guò)程。這棧中的內(nèi)容由用戶編寫(xiě)的函數(shù)大體決定。
4）?線程信號(hào)掩碼，設(shè)置每個(gè)線程的阻塞信號(hào)。
5）?線程局部變量，存在于棧中
6）?線程私有數(shù)據(jù)（tsd），是一種線程級(jí)別的全局變量的應(yīng)用（需內(nèi)核支持）。
我們將線程相關(guān)的東西分為幾類，分別是，基本控制管理（創(chuàng)建、退出等等），內(nèi)容基本管理（函數(shù)編寫(xiě)時(shí)確定，包括線程是有數(shù)據(jù)），屬性管理（有關(guān)一個(gè)線程的棧大小、調(diào)度策略與參數(shù)、能否被等待等屬性，這些屬性影響著線程運(yùn)行），以及程序員無(wú)法觸及的內(nèi)容（程序計(jì)數(shù)器、寄存器等）。
POSIX給操作系統(tǒng)提供的管理線程屬性的結(jié)構(gòu)體：
Typedefstruct??__pthread_attr_s
{
?????????Int???__detachstate;???//是否可被等待默認(rèn)PTHREAD_CREATE_JOINABLE
?????????Int??__schedpolicy;???//調(diào)用策略默認(rèn)?SHED_OTHRE.
?????????struct??__sched_param???__schedparm;??//調(diào)用策略參數(shù)默認(rèn)為優(yōu)先級(jí)0
?????????int??__inheritsched;??//是否繼承創(chuàng)建者的調(diào)度策略
?????????int???__scope;???//爭(zhēng)用范圍默認(rèn)PTHREAD_SCOPE_PROCESS
?????????siee_t???__guardsize;???//棧保護(hù)區(qū)大小
?????????int????__stackaddr_set;???//
?????????void *??__stackaddr;??//棧起始地址，默認(rèn)為NULL，系統(tǒng)自行分配
?????????size_t??__stacksize;??//棧大小，默認(rèn)為0，系統(tǒng)默認(rèn)棧大小
}pthread_attr_t;
上面是系統(tǒng)POSIX提供給我們管理線程屬性的對(duì)象結(jié)構(gòu)，按理說(shuō)我們能夠直接通過(guò)賦值控制它，但是，POSIX提供了一系列的操作函數(shù)來(lái)控制它。原因很有多的，關(guān)鍵是可以通過(guò)操作函數(shù)的控制來(lái)控制屬性設(shè)置的合理性。
注意，線程屬性對(duì)象與線程有一定的獨(dú)立性，這個(gè)結(jié)構(gòu)本身并不屬于任何線程，只是當(dāng)我們用于創(chuàng)建新的線程的時(shí)候，調(diào)用的那個(gè)pthread_create函數(shù)，需要給予的一個(gè)屬性參數(shù)，如果給出的是NULL那就是使用系統(tǒng)默認(rèn)的屬性參數(shù)。
所以一般的過(guò)程是，在程序開(kāi)始創(chuàng)建線程之前，系統(tǒng)先定義好這個(gè)線程屬性對(duì)象。主要的函數(shù)有:
(這些函數(shù)，有一個(gè)固定的格式，函數(shù)名以pthread_attr_開(kāi)頭，返回值，大部分尊崇UNIX的管理int類型，0表示成功，-1表示失敗，不管是設(shè)置還是要獲取，都在函數(shù)參數(shù)列表中表現(xiàn)，第一個(gè)參數(shù)往往是一個(gè)線程參數(shù)對(duì)象的引用（指針），第二個(gè)參數(shù)是要設(shè)置的值（使用值傳遞），或者是要獲取（注入的屬性值），使用引用（指針傳遞）,?并且，通常復(fù)雜參數(shù)也使用引用（指針），以防止復(fù)制該參數(shù))
| 函數(shù)原型 | 說(shuō)明 |
| Extern int??pthread_attr_init( pthread_attr_t * __attr) | 按照系統(tǒng)默認(rèn)值初始化該線程屬性結(jié)構(gòu) |
| Extern int pthread_attr_destroy( pthread_attr_t * attr) | 銷毀已初始化的 |
| Extern int pthread_attr_setdetachstate( pthread_attr_t??*??__attr,??int??__detachstate) | 設(shè)置可被等待屬性 |
| Extern int pthread_attr_getdatachstate( Pthread_attr_t * __attr, int??*??__detachstate) | 獲得可被等待狀態(tài) |
| Extern int??pthread_attr_setstacksize(pthread_attr_t * __attr, size_t??__stacksize) | 設(shè)置線程棧的大小 |
| Extern int pthread_attr_getstacksize(pthread_attr_t * __attr,size_t??*??__restrict??__stacksize) | 獲得線程棧的大小 |
| Extern int pthread_attr_setstackaddr(pthread_attr_t??* __attr, void *??__stackaddr) | 設(shè)置線程棧的起始地址(一般不能設(shè)置，默認(rèn)值為NULL，表示讓系統(tǒng)決定，如果設(shè)置了就只能創(chuàng)建一個(gè)線程了，因?yàn)楹茈y想象兩個(gè)線程共用一個(gè)棧，就像兩個(gè)進(jìn)程共用一個(gè)棧那樣不合理) |
| Extern int pthread_attr_getstackaddr(pthread_attr_t * __attr, void ** __restrict??__stackaddr) | 獲得線程棧的起始地址 |
| Extern int pthread_attr_setguardsize(pthread_attr_t * __attr, size_t??__guardsize | 設(shè)置棧保護(hù)區(qū)大小（棧保護(hù)區(qū)設(shè)置需要多加考慮，不假思索的設(shè)置往往只會(huì)浪費(fèi)內(nèi)容空間） |
| Extern int pthread_attr_getguardisze(pthread_attr_t *?__attr, size_t??* __guardsize) | 獲取棧保護(hù)區(qū)大小 |
| Extern??int pthread_attr_setinheritsched(pthread_attr_t??* __attr, int??__inherit) | 設(shè)置是否從創(chuàng)建者那里繼承調(diào)度策略和關(guān)聯(lián)屬性。 PTHREAD_INHERIT_SCHED PTHREAD_EXPLICITY_SCHED（默認(rèn)） |
| Extern int pthread_attr_getinheritsched(__constpthread_attr_t *?__restrict??__attr, int *??__inherit) ? | 獲取是否繼承調(diào)度策略。 |
| Extern??int pthread_attr_setschedpolicy( pthread_attr_t * __attr, int __policy) | 設(shè)置調(diào)度策略 #define SHCED_OTHER??0//默認(rèn) #define SHCED_FIFO???1 #define??SHCED_RR??2//時(shí)間輪轉(zhuǎn) |
| Extern int pthread _attr_getschedpolicy(__constpthread_attr_t??* __restrict???__attr, int * __policy) | 獲取調(diào)度策略 |
| Extern int pthread_attr_setschedparam(pthread_attr_t *??__attr,??__conststructsched_param??*??_restrict??__param) | 設(shè)置調(diào)度參數(shù) Structsched_param { Int???__sched_priority; } |
| Extern int pthread_attr_getschedparam(_constpthread_attr_t * __restrict??__attr,??structsched_param??*??__restrict | 獲取調(diào)度策略 |
| ? | ? |
?
上面列出了，通過(guò)管理線程屬性對(duì)象來(lái)在線程被創(chuàng)建時(shí)的管理該線程屬性。
在線程已經(jīng)執(zhí)行的時(shí)候，我們時(shí)候能夠在內(nèi)容內(nèi)部、或者是外部得到、設(shè)置相關(guān)屬性呢？當(dāng)然是可以的。當(dāng)然這些屬性有是在線程屬性對(duì)象中的，也有不在線程屬性對(duì)象中的，例如能否被取消等設(shè)置。
1）?Extern pthread_t pthread_self (void)?獲取當(dāng)前線程id（線程內(nèi)部）
2）?Extern int pthread_setschedprio(pthread_t??__target_thread,??int??__prio);(線程外部)
3）?Extern int pthread_setschedparam( pthread_t??__target_thread,??int??__policy,?structsched_param??*???__param);（線程外部）
4）?Extern int pthread_getschedparam(pthread_t??__target__thread, int??*__policy,?structsched_parm??*??_-param);?（線程外部）
5）?Extern int pthread_detach (pthread_t??__t);??(線程外部，改變線程是否能被等待)
6）?Extern int pthread_setcancelstate(int __state, int *??__oldstate);?（線程內(nèi)部設(shè)置能否被取消）
7）?Extern int pthread_setcanceltype(int __type, int *??__oldtype);??（線程內(nèi)部設(shè)置被取消的類型）
?
總的來(lái)說(shuō)，設(shè)置獲取一個(gè)線程的相關(guān)屬性，可以通過(guò)線程屬性對(duì)象在創(chuàng)建的時(shí)候設(shè)置的方式、也可以直接對(duì)已存在的線程進(jìn)行設(shè)置，兩者之間有交集。
線程間通信
作為一個(gè)執(zhí)行體，線程間與進(jìn)程間是一樣的，同樣需要通信、同步、異步。不過(guò)，線程間與進(jìn)程間有許多的不同。線程共享一個(gè)進(jìn)程的空間（當(dāng)然自己也是保留獨(dú)有的東西的），我們前面分析過(guò)，線程就是將一個(gè)順序執(zhí)行的可以執(zhí)行文件，異步的執(zhí)行起來(lái)，在一個(gè)進(jìn)程空間中，線程遵守著進(jìn)程code中的某個(gè)一段的規(guī)范，自行執(zhí)行。
由于它們繼承資源的共享，所以，他們之間的通信可以很好的利用進(jìn)程內(nèi)部的共有事物進(jìn)行相關(guān)的同步、異步。雖然有些時(shí)候仍然需要操作系統(tǒng)內(nèi)核的支持，但是就是由于線程共享進(jìn)程資源這個(gè)特點(diǎn)，是線程之間的通信非常的輕巧、方便。這是通常選擇多線程而不是多進(jìn)程軟件方式的一個(gè)重要原因。
進(jìn)程間通信的方法主要有：
·?????????互斥鎖：這是線程通信的基本原理和思想，保證同一時(shí)刻只能有一個(gè)線程訪問(wèn)某個(gè)資源。
·?????????條件變量：配合互斥鎖，實(shí)現(xiàn)較好的資源互斥訪問(wèn)策略。
·?????????讀寫(xiě)鎖：更為豐富的互斥鎖機(jī)制，實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的讀寫(xiě)區(qū)別資源互斥訪問(wèn)策略。
·?????????信號(hào)：進(jìn)程信號(hào)在線程中的應(yīng)用。
我們知道，當(dāng)引入了線程的概念，就一個(gè)進(jìn)程而言，它只是一個(gè)資源占有的實(shí)體而已，即使該進(jìn)程只有一個(gè)線程，它也只是一個(gè)線程。當(dāng)然對(duì)于進(jìn)程間來(lái)說(shuō)，是沒(méi)有線程的概念的。但是進(jìn)程間的通信，又必須由進(jìn)程內(nèi)部某個(gè)線程來(lái)支持。這就是出現(xiàn)了一個(gè)很奇怪的現(xiàn)象。進(jìn)程間是無(wú)線程的概念的，但是進(jìn)程間的通信卻是有線程來(lái)完成的。（當(dāng)然其實(shí)糾結(jié)這個(gè)問(wèn)題基本毫無(wú)意義，一個(gè)手術(shù)室是一個(gè)進(jìn)程，對(duì)外顯示為一個(gè)手術(shù)室，而不是若干個(gè)人。如果手術(shù)室中的人表示不同的線程，那么手術(shù)室之間的通信仍然是兩個(gè)手術(shù)室內(nèi)部的人做的。只是對(duì)彼此而言，大家都認(rèn)為是和手術(shù)室通信）。
信號(hào)
就信號(hào)這個(gè)概念來(lái)說(shuō)，進(jìn)程（當(dāng)時(shí)沒(méi)有提出線程的概念的時(shí)候）可以給別人發(fā)信號(hào)(kill)，可以給自己發(fā)信號(hào)(raise, alarm)，來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間、以及進(jìn)程本身的異步執(zhí)行。
引入線程概念之后，我們就知道，我們所的種種都是使用那個(gè)線程來(lái)完成的，所以說(shuō)，那些有關(guān)進(jìn)程的相關(guān)操作（例如信號(hào)）完全是在線程中可用的。例如，在一個(gè)進(jìn)程中的如何線程里，你都可以使用kill函數(shù)向別的進(jìn)程發(fā)出信號(hào)，你也可以使用raise給自己發(fā)出信號(hào)，在進(jìn)程中的無(wú)論哪個(gè)線程安裝了該信號(hào)，就會(huì)執(zhí)行。
引入線程后，在加入一些有關(guān)線程特有的信號(hào)操作，我們知道其實(shí)進(jìn)程的信號(hào)操作，完全就是給線程用的，但是線程無(wú)關(guān)的。新加入的信號(hào)操作可以實(shí)現(xiàn)線程之間相互發(fā)信號(hào)，并且設(shè)置進(jìn)程內(nèi)部不同線程的信號(hào)掩碼。
這兩個(gè)操作都是針對(duì)線程來(lái)實(shí)現(xiàn)。
Extern int pthread_kill (pthread_t??_threadid, int??__signo);
Extern??intpthread_sigmask (int??__how,??__const??__sigset_t??*??__restrict??__newmask,
?????????????????????????????????????__sigest_t*??__restrict??__oldmask);
這個(gè)pthread_sigmask函數(shù)與pthread_sigprocmask函數(shù)對(duì)應(yīng)，后者是來(lái)為整個(gè)進(jìn)程進(jìn)行屏蔽的，它的影響會(huì)到達(dá)每個(gè)線程，而前者則是為各個(gè)線程設(shè)置。
所以，信號(hào)，并不是獨(dú)屬于進(jìn)程間通信的，它除了能夠表達(dá)在進(jìn)程間進(jìn)行信號(hào)的傳遞，它還能夠在線程間進(jìn)行傳遞。至于其他的進(jìn)程間通信機(jī)制，他們雖然仍然是通過(guò)線程操作、管理（引入線程后進(jìn)程已經(jīng)不再是一個(gè)執(zhí)行體的代表了），但是仍然只是設(shè)計(jì)進(jìn)程間的通信，無(wú)法將他們應(yīng)用到線程間通信。
基于共有資源（變量）的線程間的同步、異步通信
序
我們總說(shuō)，線程共享進(jìn)程的資源，其實(shí)這里的共享，最大的部分還是對(duì)全局變量的共享。要理解，線程是某個(gè)可執(zhí)行文件中的某個(gè)函數(shù)跳出來(lái)獨(dú)立執(zhí)行而已，它并不脫離它所屬的環(huán)境，也就是說(shuō)，要判斷某個(gè)線程是否對(duì)資源（變量、空間、資源等，其實(shí)在程序的層面上，資源就是變量或者是變量指向的某個(gè)實(shí)體）具有訪問(wèn)和使用權(quán)限（或者說(shuō)該資源對(duì)該線程是否可見(jiàn)），只要看程序就可以了，該線程所承載的函數(shù)能見(jiàn)到的資源，該線程就能夠訪問(wèn)。
所以你會(huì)看到，線程間的通信手段（互斥鎖、條件變量、讀寫(xiě)鎖）都是基于一個(gè)全局變量，不屬于任何函數(shù)的變量，是某個(gè)高層函數(shù)中的變量。這樣可以達(dá)到他們能夠看見(jiàn)的效果。
線程對(duì)進(jìn)程資源的共享，表達(dá)出來(lái)的意思是“可見(jiàn)”，但是不同的線程是否能夠隨意的操作（讀寫(xiě)）它可見(jiàn)的公共資源，就是線程間同步所要做的東西。
事實(shí)上，線程間數(shù)據(jù)通信還不是很重要，因?yàn)榫€程間共享率很高，不像進(jìn)程間。但是這種共享率過(guò)高的情況導(dǎo)致了另外一個(gè)問(wèn)題，那就是對(duì)某個(gè)資源的訪問(wèn)，需要協(xié)調(diào)不同的線程的過(guò)程，要不然會(huì)出現(xiàn)混亂，也就是說(shuō)需要管理線程對(duì)某個(gè)公共資源的操作，比如，同一時(shí)間只能有一個(gè)線程操作它（互斥鎖），或者是可以有很多線程同時(shí)讀，但只能有一個(gè)線程同時(shí)寫(xiě)（讀寫(xiě)鎖）。這就是同步，不要太糾結(jié)“同步”的同字，同步的意思是協(xié)調(diào)，規(guī)范不同執(zhí)行的執(zhí)行。
值得注意的是，在線程領(lǐng)域中，一方面，我們同步是為了線程之間能夠按照某種先后過(guò)程調(diào)度來(lái)訪問(wèn)某個(gè)公共資源（變量）；另一方面，我們實(shí)現(xiàn)這種同步的方式基本上也是使用公共資源（變量）的特性來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
所以，線程中同步機(jī)制，起點(diǎn)和落點(diǎn)是線程的共享進(jìn)程資源特性，我們使用那些不注重訪問(wèn)策略的共享變量來(lái)控制，那些需要控制的共享變量。
互斥鎖
互斥鎖，是以排它的方式控制共享數(shù)據(jù)被線程訪問(wèn)的過(guò)程，這種模式是通過(guò)控制線程中訪問(wèn)該共享數(shù)據(jù)的代碼來(lái)控制他們的執(zhí)行，而不是直接控制該共享數(shù)據(jù)。意思就是，線程中（函數(shù)中）的某一段代碼，必須要滿足某個(gè)條件才能繼續(xù)往下執(zhí)行，否則阻塞在那里，直到條件達(dá)到位置。
它的效果類似于：
Boolmutex;
線程1：
While(!Mutex);
Mutext=false;
……
訪問(wèn)公共資源代碼
……
Mutex=ture；
?
線程2：
與線程1類似。
兩個(gè)線程，使用公共數(shù)據(jù)mutex來(lái)控制對(duì)某個(gè)重要資源的互斥訪問(wèn)，線程1中，一定要等到mutex的值為true時(shí)，才能突破while循環(huán)，進(jìn)入下一步，否則會(huì)一直在那里執(zhí)行著，直到等到線程二，執(zhí)行完將mutex編程true。
這種模擬雖然意思到了，但是真正的linux互斥鎖，是阻塞策略。而不是循環(huán)問(wèn)詢。自然是阻塞策略的好，當(dāng)線程1發(fā)現(xiàn)mutex不可用，于是就阻塞起來(lái)，知道它可用的時(shí)候系統(tǒng)在發(fā)送信息喚醒該線程，并是該線程獲得該共享資源的控制權(quán)。這里關(guān)鍵的一個(gè)就是如何喚醒被阻塞的線程，這是需要內(nèi)核支持的。當(dāng)然為了程序員簡(jiǎn)單，那些復(fù)雜的過(guò)程，都已經(jīng)被包裝好了。主要的互斥鎖語(yǔ)句如下：
1）定義互斥鎖：
Pthread_mutex_t??lock;//必須是一個(gè)線程公共區(qū)（一般是一個(gè)全局變量）
2）初始化互斥鎖：
Extern??int pthread_mutex_init( pthread_mutext_t *??__mutex,??__constpthread_mutexattr_t *__mutexattr);
類似與使用線程屬性對(duì)象創(chuàng)建線程一樣，這里使用pthread_mutexattr_t線程互斥屬性的引用來(lái)初始化該互斥鎖，如果是NULL，則使用系統(tǒng)默認(rèn)的方法。
還可以直接靜態(tài)初始化互斥鎖：
Pthread_mutex_tmp=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
這樣就免除了調(diào)用初始化函數(shù)，其中PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER是這么被定義的：
#define PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER??{ {0，?}},從這里我們依稀可以理解mutex這個(gè)結(jié)構(gòu)的大體內(nèi)容了。
注意：我們發(fā)現(xiàn)，在linux上的C編程中，總是有這樣的過(guò)程，先定義，然后初始化，我們?cè)趺纯炊加X(jué)得怪怪的，那是因?yàn)?#xff0c;如果是面向?qū)ο笳Z(yǔ)言，類似于結(jié)構(gòu)體這樣的符合對(duì)象，是有構(gòu)造函數(shù)的，而構(gòu)造函數(shù)的作用就是分配并初始化符合結(jié)構(gòu)。但是C中沒(méi)有，所以，一個(gè)復(fù)合結(jié)構(gòu)被定義后需要初始化，而初始化，如果直接使用元素賦值的方法那將是非常恐怖和不便的，所以C中使用的是定義初始化方法，這個(gè)方法的存在意義就是作為構(gòu)造函數(shù)而存在的，只不過(guò)需要程序員人為定義。
3）銷毀互斥鎖
Extern??int pthread_mutex_destroy ( pthread_mutex_t??*??__mutex)
這里有一個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系，在C++中，析構(gòu)函數(shù)負(fù)責(zé)對(duì)對(duì)象生命周期的收尾工作，析構(gòu)函數(shù)是在對(duì)象生命周期接收之前被調(diào)用的。
所以我們認(rèn)為，構(gòu)造函數(shù)或析構(gòu)函數(shù)的功能是不應(yīng)該包括分配空間和釋放空間，兩個(gè)函數(shù)只是在對(duì)象分配空間之后、以及釋放空間之前系統(tǒng)默認(rèn)調(diào)用的函數(shù)。而C里面初始化函數(shù)和銷毀函數(shù)主要就是扮演著這個(gè)角色，所以這樣看兩者是對(duì)應(yīng)的。這里的銷毀動(dòng)作，也并不是釋放互斥鎖的空間，互斥鎖的空間（聲明周期）是由系統(tǒng)控制的，如果是全局變量，那么它全局存在，不會(huì)因?yàn)檎{(diào)用銷毀函數(shù)而空間被釋放了。不過(guò)可以這么理解，調(diào)用了銷毀函數(shù)，該互斥鎖會(huì)被清零，開(kāi)始初始化以及后來(lái)的賦值的結(jié)果都被清零。
注意：這一點(diǎn)又在一次的證明了語(yǔ)言是沒(méi)有能力大小之分的。
4）申請(qǐng)互斥鎖
Extern??int pthread_mutex_lock (pthread_mutex * __mutex);
上面的阻塞式申請(qǐng)，意思是申請(qǐng)不到，當(dāng)前線程就要阻塞，如下是一個(gè)非阻塞申請(qǐng)函數(shù)：
Extern int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex??* __mutex);
非阻塞申請(qǐng)的意思是，申請(qǐng)一下，能申請(qǐng)就申請(qǐng)，不能申請(qǐng)我就走，不管了，干別的去。
5）釋放互斥鎖
Extern??int pthread_mutex_unlock (pthread_mutex_t *??_mutext);
?
條件變量
介紹了互斥鎖，感覺(jué)所有的需要在線程間進(jìn)行排它訪問(wèn)控制的事情，互斥鎖都能夠做到，但是互斥鎖仍然有些地方是無(wú)法做到的。
書(shū)上講了一個(gè)例子非常貼切，不過(guò)我們盡量尋找一個(gè)比較一般的場(chǎng)景。
線程A、B，需要排他訪問(wèn)共享數(shù)據(jù)i，A會(huì)不斷的改變i的值，而B需要等到i為某個(gè)值的時(shí)候，才能觸發(fā)一定的動(dòng)作。看起來(lái)似乎沒(méi)有問(wèn)題。但是問(wèn)題出現(xiàn)在，有可能i已經(jīng)達(dá)到B需要的那個(gè)值，但是，當(dāng)時(shí)A、B爭(zhēng)搶i的訪問(wèn)權(quán)限的時(shí)候，A爭(zhēng)到了，并且對(duì)i進(jìn)行了修改，于是后面B就算是再爭(zhēng)搶到了，也無(wú)法在執(zhí)行指定的動(dòng)作了。
有些人說(shuō)，我可以建立兩個(gè)線程，做嚴(yán)格控制，讓每次A改變了之后，釋放該共享數(shù)據(jù)，一定要留一段時(shí)間，能夠讓B得到控制權(quán)。對(duì)似乎這個(gè)方法合適，但是當(dāng)線程的復(fù)雜都增多，并發(fā)的線程增多時(shí)，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)這種控制非常困難。
并且，即使通過(guò)比較好的時(shí)間控制，達(dá)到上面的效果，你會(huì)發(fā)現(xiàn)B執(zhí)行它的動(dòng)作只有一次機(jī)會(huì)（等到i為合適的值），但是就因?yàn)檫@個(gè)僅有的機(jī)會(huì)，B需要不斷的讀取釋放該數(shù)據(jù)，這樣明顯浪費(fèi)了很多的寶貴資源。對(duì)于上面的這個(gè)場(chǎng)景，我們就希望，B不必要每次都去申請(qǐng)釋放該共享數(shù)據(jù)，我們希望，當(dāng)i達(dá)到指定值的時(shí)候能夠，主動(dòng)提醒B線程。
這就是條件變量。
這個(gè)“主動(dòng)通知”的好處在哪里？關(guān)鍵是，B線程如果想要知道i是否達(dá)到指定值，就必須每次它被修改的時(shí)候，都要申請(qǐng)鎖，然后查看它，這個(gè)非常浪費(fèi)的動(dòng)作，A線程中如果在i到達(dá)了某個(gè)值的時(shí)候，能夠主動(dòng)通知B線程是多么好的過(guò)程。這是條件變量的最大好處。
條件變量的使用場(chǎng)景：
多線程互斥訪問(wèn)某個(gè)共享數(shù)據(jù)，但是，線程即使得到了該共享數(shù)據(jù)的訪問(wèn)權(quán)，也需要先判斷是否達(dá)到訪問(wèn)的條件，才進(jìn)行相應(yīng)的操作。所以條件變量是需要和互斥變量同時(shí)使用的，是在簡(jiǎn)單排他訪問(wèn)的基礎(chǔ)上，添加了條件的因素。
（1）??????定義、初始化、銷毀條件變量
Pthread_cond_tcondtion;
Extern??intpthread_cond_init??(pthread_cond_t??*??__restrict??__cond, __constpthread_condattr_t??* __restrict??__cond_attr);
Extern int pthread_cond_destroy (pthread_cond_t??* __cond);
（2）??????通知條件發(fā)生
Extern??intpthread_cond_signal (pthread_cond_t *??__cond);
Extern??intpthread_cond_broadcast(pthread_cond_t * __cond);
兩者的區(qū)別在于，signal只通知第一個(gè)等待該條件線程
（3）??????等待條件方法
Extern int pthread_cond_wait (pthread_cond_t * __restrict??__cond, pthread_mutex_t?*__restrict??__mutex);
extern int pthread_cond_timedwait (pthread_cond_t * __restrict??_cond, pthread_mutex_t?*__restrict??__mutex,??__conststructtimespec??* __restrict??__abstime);
兩者的區(qū)別在于，后者會(huì)在一定時(shí)間范圍內(nèi)等待條件的發(fā)生。
并且，從等待條件方法的參數(shù)可以看出，條件變量在語(yǔ)法上已經(jīng)是和互斥鎖緊密聯(lián)系著的。等待條件發(fā)生的那個(gè)線程，先申請(qǐng)互斥鎖，然后再使用其中一個(gè)函數(shù)申請(qǐng)條件，如果條件不符合，則阻塞，并且默認(rèn)釋放該互斥鎖。等到從阻塞返回時(shí)，先申請(qǐng)到互斥鎖。
其實(shí)這里有一個(gè)很奇怪的事情，那就是為什么在使用等待條件的之前還要申請(qǐng)互斥鎖，既然等待條件方法對(duì)互斥鎖，有控制，那么大可以直接一句話完成。
與互斥鎖配合使用
1）?首先，定義、初始化、以及銷毀與互斥鎖是一樣的。
2）?在A線程，抓住一次互斥鎖后，先對(duì)共享變量進(jìn)行操作，然后判斷是否出現(xiàn)特定條件。如果出現(xiàn)了，則首先釋放互斥鎖，然后通知條件發(fā)生。這里要注意，一定要先釋放鎖，因?yàn)?#xff0c;B線程一般就阻塞在等到條件的那個(gè)地方，這個(gè)地方要喚醒，首先需要申請(qǐng)關(guān)聯(lián)互斥鎖。如果沒(méi)有出現(xiàn)，則照常釋放。
3）?在B線程中，首先申請(qǐng)互斥鎖，然后，等待條件。
讀寫(xiě)鎖
最后我們來(lái)看看讀寫(xiě)鎖，讀寫(xiě)鎖是對(duì)互斥鎖基本思想的一個(gè)擴(kuò)充，這種擴(kuò)充是面向計(jì)算機(jī)的一個(gè)特定策略哲學(xué)（可能不只是計(jì)算機(jī)）。就是一個(gè)共享數(shù)據(jù)，可以同時(shí)供多個(gè)執(zhí)行體讀訪問(wèn)，但只能同時(shí)供一個(gè)執(zhí)行體寫(xiě)訪問(wèn)。這是就是我們通常所說(shuō)的讀寫(xiě)鎖。讀寫(xiě)鎖與互斥鎖都稱為鎖，大家的基本思想都是一樣的。條件變量基本上，可以稱為互斥鎖上的一次擴(kuò)展而已。
1）?定義、初始化、銷毀讀寫(xiě)鎖
Pthread_rwlock_trwl;
Extern int pthread_rwlock_init (pthread_rwlock_t??*??__restrict??__rwlock, __constpthread_rwlockattr_t * __restrict??_attr);
Extern int pthread_rwlock_destroy (pthread_rwlock_t*??__rwlock);
2）?申請(qǐng)讀鎖
Extern int??pthread_rwlock_rdlock( pthread_rwlock_t * __rwlock);
Extern int pthread_rwlock_tryrdlock(pthread_rwlock_t * __rwlock);
3）?申請(qǐng)寫(xiě)鎖
Extern int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t * __rwlock);
Extern int pthread_rwlock_trywrlock(pthread_rwlock_t * __rwlock);
4）?解鎖
Extern int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t *??__rwlock);
?
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總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的linux 线程管理、同步机制等的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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