第三章 Linux多線程開發(fā) 線程取消屬性同步互斥鎖死鎖讀寫鎖生產(chǎn)者消費者信號量

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第三章 Linux多線程開發(fā) 線程取消屬性同步互斥鎖死鎖讀寫鎖生產(chǎn)者消費者信號量,webserver,linux,運維,服務(wù)器

線程取消：

/*
    #include <pthread.h>
    int pthread_cancel(pthread_t thread);
        - 功能：取消線程（讓線程終止）
            取消某個線程，可以終止某個線程的運行，
            但是并不是立馬終止，而是當子線程執(zhí)行到一個取消點，線程才會終止。
            取消點：系統(tǒng)規(guī)定好的一些系統(tǒng)調(diào)用，我們可以粗略的理解為從用戶區(qū)到內(nèi)核區(qū)的切換，這個位置稱之為取消點。
*/

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>

void * callback(void * arg) {
    printf("chid thread id : %ld\n", pthread_self());
    for(int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("child : %d\n", i);
    }
    return NULL;
}

int main() {
    
    // 創(chuàng)建一個子線程
    pthread_t tid;

    int ret = pthread_create(&tid, NULL, callback, NULL);
    if(ret != 0) {
        char * errstr = strerror(ret);
        printf("error1 : %s\n", errstr);
    }

    // 取消線程 不是立刻取消的  
    pthread_cancel(tid);

    for(int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d\n", i);
    }

    // 輸出主線程和子線程的id
    printf("tid : %ld, main thread id : %ld\n", tid, pthread_self());

    
    pthread_exit(NULL);

    return 0;
}

線程屬性

/*
    int pthread_attr_init(pthread_attr_t *attr);
        - 初始化線程屬性變量

    int pthread_attr_destroy(pthread_attr_t *attr);
        - 釋放線程屬性的資源

    int pthread_attr_getdetachstate(const pthread_attr_t *attr, int *detachstate);
        - 獲取線程分離的狀態(tài)屬性

    int pthread_attr_setdetachstate(pthread_attr_t *attr, int detachstate);
        - 設(shè)置線程分離的狀態(tài)屬性
*/     

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>

void * callback(void * arg) {
    printf("chid thread id : %ld\n", pthread_self());
    return NULL;
}

int main() {

    // 創(chuàng)建一個線程屬性變量
    pthread_attr_t attr;
    // 初始化屬性變量
    pthread_attr_init(&attr);

    // 設(shè)置屬性
    pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);

    // 創(chuàng)建一個子線程
    pthread_t tid;

    int ret = pthread_create(&tid, &attr, callback, NULL);
    if(ret != 0) {
        char * errstr = strerror(ret);
        printf("error1 : %s\n", errstr);
    }

    // 獲取線程的棧的大小
    size_t size;
    pthread_attr_getstacksize(&attr, &size);
    printf("thread stack size : %ld\n", size);

    // 輸出主線程和子線程的id
    printf("tid : %ld, main thread id : %ld\n", tid, pthread_self());

    // 釋放線程屬性資源
    pthread_attr_destroy(&attr);

    pthread_exit(NULL);

    return 0;
}

線程同步

第三章 Linux多線程開發(fā) 線程取消屬性同步互斥鎖死鎖讀寫鎖生產(chǎn)者消費者信號量,webserver,linux,運維,服務(wù)器

多線程實現(xiàn)賣票：

selltickets.c（沒有加鎖的情況）線程同步

/*
    使用多線程實現(xiàn)買票的案例。
    有3個窗口，一共是100張票。
*/

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

// 全局變量，所有的線程都共享這一份資源。
int tickets = 100;

void * sellticket(void * arg) {
    // 賣票
    while(tickets > 0) {
        usleep(6000);
        printf("%ld 正在賣第 %d 張門票\n", pthread_self(), tickets);
        tickets--;
    }
    return NULL;
}

int main() {

    // 創(chuàng)建3個子線程
    pthread_t tid1, tid2, tid3;
    pthread_create(&tid1, NULL, sellticket, NULL);
    pthread_create(&tid2, NULL, sellticket, NULL);
    pthread_create(&tid3, NULL, sellticket, NULL);

    // 回收子線程的資源,阻塞
    pthread_join(tid1, NULL);
    pthread_join(tid2, NULL);
    pthread_join(tid3, NULL);

    // 設(shè)置線程分離。
    // pthread_detach(tid1);
    // pthread_detach(tid2);
    // pthread_detach(tid3);

    pthread_exit(NULL); // 退出主線程

    return 0;
}

互斥鎖 mutex.c

/*
    互斥量的類型 pthread_mutex_t
    int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex, const pthread_mutexattr_t *restrict attr);
        - 初始化互斥量
        - 參數(shù) ：
            - mutex ： 需要初始化的互斥量變量
            - attr ： 互斥量相關(guān)的屬性，NULL
        - restrict : C語言的修飾符，被修飾的指針，不能由另外的一個指針進行操作。
            pthread_mutex_t *restrict mutex = xxx;
            pthread_mutex_t * mutex1 = mutex;

    int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);
        - 釋放互斥量的資源

    int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
        - 加鎖，阻塞的，如果有一個線程加鎖了，那么其他的線程只能阻塞等待

    int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);
        - 嘗試加鎖，如果加鎖失敗，不會阻塞，會直接返回。

    int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);
        - 解鎖
*/
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>

// 全局變量，所有的線程都共享這一份資源。
int tickets = 1000;

// 創(chuàng)建一個互斥量
pthread_mutex_t mutex;

void * sellticket(void * arg) {  //該函數(shù)是一個線程函數(shù)，接收一個void*類型的參數(shù)，并返回一個void*類型的指針。

    // 賣票
    while(1) {

        // 加鎖
        pthread_mutex_lock(&mutex);		//通過調(diào)用pthread_mutex_lock函數(shù)來獲取互斥鎖。&mutex是互斥鎖的地址，用于鎖住臨界區(qū)，保證線程安全

        if(tickets > 0) {
            usleep(6000); 				//通過調(diào)用usleep函數(shù)來使線程暫停6000微秒，相當于6毫秒，模擬賣票的過程。
            printf("%ld 正在賣第 %d 張門票\n", pthread_self(), tickets);		//長整型（long類型）
            tickets--;
        }else {
            // 解鎖
            pthread_mutex_unlock(&mutex);
            break;
        }

        // 解鎖
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
    }

    

    return NULL;
}

int main() {

    // 初始化互斥量
    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);

    // 創(chuàng)建3個子線程
    pthread_t tid1, tid2, tid3;
    pthread_create(&tid1, NULL, sellticket, NULL);
    pthread_create(&tid2, NULL, sellticket, NULL);
    pthread_create(&tid3, NULL, sellticket, NULL);

    // 回收子線程的資源,阻塞
    pthread_join(tid1, NULL);
    pthread_join(tid2, NULL);
    pthread_join(tid3, NULL);

    pthread_exit(NULL); // 退出主線程

    // 釋放互斥量資源
    pthread_mutex_destroy(&mutex);

    return 0;
}

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死鎖：deadlock1.c

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

// 創(chuàng)建2個互斥量
pthread_mutex_t mutex1, mutex2;

void * workA(void * arg) {

    pthread_mutex_lock(&mutex1);
    sleep(1);
    pthread_mutex_lock(&mutex2);

    printf("workA....\n");

    pthread_mutex_unlock(&mutex2);
    pthread_mutex_unlock(&mutex1);
    return NULL;
}


void * workB(void * arg) {
    pthread_mutex_lock(&mutex2);
    sleep(1);
    pthread_mutex_lock(&mutex1);

    printf("workB....\n");

    pthread_mutex_unlock(&mutex1);
    pthread_mutex_unlock(&mutex2);

    return NULL;
}

int main() {

    // 初始化互斥量
    pthread_mutex_init(&mutex1, NULL);
    pthread_mutex_init(&mutex2, NULL);

    // 創(chuàng)建2個子線程
    pthread_t tid1, tid2;
    pthread_create(&tid1, NULL, workA, NULL);
    pthread_create(&tid2, NULL, workB, NULL);

    // 回收子線程資源
    pthread_join(tid1, NULL);
    pthread_join(tid2, NULL);

    // 釋放互斥量資源
    pthread_mutex_destroy(&mutex1);
    pthread_mutex_destroy(&mutex2);

    return 0;
}

讀寫鎖

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/*
    讀寫鎖的類型 pthread_rwlock_t
    int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t *restrict rwlock, const pthread_rwlockattr_t *restrict attr);
    int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *rwlock);
    int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
    int pthread_rwlock_tryrdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
    int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
    int pthread_rwlock_trywrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
    int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

    案例：8個線程操作同一個全局變量。
    3個線程不定時寫這個全局變量，5個線程不定時的讀這個全局變量
*/

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

// 創(chuàng)建一個共享數(shù)據(jù)
int num = 1;
// pthread_mutex_t mutex;
pthread_rwlock_t rwlock;

void * writeNum(void * arg) {

    while(1) {
        pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);
        num++;
        printf("++write, tid : %ld, num : %d\n", pthread_self(), num);  //pthread_self()獲取當前線程的線程ID
        pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
        usleep(100);
    }

    return NULL;
}

void * readNum(void * arg) {

    while(1) {
        pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);
        printf("===read, tid : %ld, num : %d\n", pthread_self(), num);
        pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
        usleep(100);
    }

    return NULL;
}

int main() {

   pthread_rwlock_init(&rwlock, NULL);

    // 創(chuàng)建3個寫線程，5個讀線程
    pthread_t wtids[3], rtids[5];
    for(int i = 0; i < 3; i++) {
        pthread_create(&wtids[i], NULL, writeNum, NULL);
    }

    for(int i = 0; i < 5; i++) {
        pthread_create(&rtids[i], NULL, readNum, NULL);
    }

    // 設(shè)置線程分離
    for(int i = 0; i < 3; i++) {
       pthread_detach(wtids[i]);
    }

    for(int i = 0; i < 5; i++) {
         pthread_detach(rtids[i]);
    }

    pthread_exit(NULL);

    pthread_rwlock_destroy(&rwlock);

    return 0;
}

生產(chǎn)者與消費者模型

第三章 Linux多線程開發(fā) 線程取消屬性同步互斥鎖死鎖讀寫鎖生產(chǎn)者消費者信號量,webserver,linux,運維,服務(wù)器文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-697182.html

/*
    生產(chǎn)者消費者模型（粗略的版本）
*/
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

// 創(chuàng)建一個互斥量
pthread_mutex_t mutex;

struct Node{
    int num;
    struct Node *next;
};

// 頭結(jié)點
struct Node * head = NULL;

void * producer(void * arg) {

    // 不斷的創(chuàng)建新的節(jié)點，添加到鏈表中
    while(1) {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        struct Node * newNode = (struct Node *)malloc(sizeof(struct Node));
        newNode->next = head;
        head = newNode;
        newNode->num = rand() % 1000;
        printf("add node, num : %d, tid : %ld\n", newNode->num, pthread_self());
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        usleep(100);
    }

    return NULL;
}

void * customer(void * arg) {

    while(1) {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        // 保存頭結(jié)點的指針
        struct Node * tmp = head;

        // 判斷是否有數(shù)據(jù)
        if(head != NULL) {
            // 有數(shù)據(jù)
            head = head->next;
            printf("del node, num : %d, tid : %ld\n", tmp->num, pthread_self());
            free(tmp);
            pthread_mutex_unlock(&mutex);
            usleep(100);
        } else {
            // 沒有數(shù)據(jù)
            pthread_mutex_unlock(&mutex);
        }
    }
    return  NULL;
}

int main() {

    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);

    // 創(chuàng)建5個生產(chǎn)者線程，和5個消費者線程
    pthread_t ptids[5], ctids[5];

    for(int i = 0; i < 5; i++) {
        pthread_create(&ptids[i], NULL, producer, NULL);
        pthread_create(&ctids[i], NULL, customer, NULL);
    }

    for(int i = 0; i < 5; i++) {
        pthread_detach(ptids[i]);
        pthread_detach(ctids[i]);
    }

    while(1) {
        sleep(10);
    }

    pthread_mutex_destroy(&mutex);

    pthread_exit(NULL);

    return 0;
}

條件變量

/*
    條件變量的類型 pthread_cond_t
    int pthread_cond_init(pthread_cond_t *restrict cond, const pthread_condattr_t *restrict attr);
    int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);
    int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *restrict cond, pthread_mutex_t *restrict mutex);
        - 等待，調(diào)用了該函數(shù)，線程會阻塞。
    int pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *restrict cond, pthread_mutex_t *restrict mutex, const struct timespec *restrict abstime);
        - 等待多長時間，調(diào)用了這個函數(shù)，線程會阻塞，直到指定的時間結(jié)束。
    int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);
        - 喚醒一個或者多個等待的線程
    int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);
        - 喚醒所有的等待的線程
*/
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

// 創(chuàng)建一個互斥量
pthread_mutex_t mutex;
// 創(chuàng)建條件變量
pthread_cond_t cond;

struct Node{
    int num;
    struct Node *next;
};

// 頭結(jié)點
struct Node * head = NULL;

void * producer(void * arg) {

    // 不斷的創(chuàng)建新的節(jié)點，添加到鏈表中
    while(1) {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        struct Node * newNode = (struct Node *)malloc(sizeof(struct Node));
        newNode->next = head;
        head = newNode;
        newNode->num = rand() % 1000;
        printf("add node, num : %d, tid : %ld\n", newNode->num, pthread_self());
        
        // 只要生產(chǎn)了一個，就通知消費者消費
        pthread_cond_signal(&cond);

        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        usleep(100);
    }

    return NULL;
}

void * customer(void * arg) {

    while(1) {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        // 保存頭結(jié)點的指針
        struct Node * tmp = head;
        // 判斷是否有數(shù)據(jù)
        if(head != NULL) {
            // 有數(shù)據(jù)
            head = head->next;
            printf("del node, num : %d, tid : %ld\n", tmp->num, pthread_self());
            free(tmp);
            pthread_mutex_unlock(&mutex);
            usleep(100);
        } else {
            // 沒有數(shù)據(jù)，需要等待
            // 當這個函數(shù)調(diào)用阻塞的時候，會對互斥鎖進行解鎖，當不阻塞的，繼續(xù)向下執(zhí)行，會重新加鎖。
            pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
            pthread_mutex_unlock(&mutex);
        }
    }
    return  NULL;
}

int main() {

    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
    pthread_cond_init(&cond, NULL);

    // 創(chuàng)建5個生產(chǎn)者線程，和5個消費者線程
    pthread_t ptids[5], ctids[5];

    for(int i = 0; i < 5; i++) {
        pthread_create(&ptids[i], NULL, producer, NULL);
        pthread_create(&ctids[i], NULL, customer, NULL);
    }

    for(int i = 0; i < 5; i++) {
        pthread_detach(ptids[i]);
        pthread_detach(ctids[i]);
    }

    while(1) {
        sleep(10);
    }

    pthread_mutex_destroy(&mutex);
    pthread_cond_destroy(&cond);

    pthread_exit(NULL);

    return 0;
}

信號量

/*
    信號量的類型 sem_t
    int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);
        - 初始化信號量
        - 參數(shù)：
            - sem : 信號量變量的地址
            - pshared : 0 用在線程間 ，非0 用在進程間
            - value : 信號量中的值

    int sem_destroy(sem_t *sem);
        - 釋放資源

    int sem_wait(sem_t *sem);
        - 對信號量加鎖，調(diào)用一次對信號量的值-1，如果值為0，就阻塞

    int sem_trywait(sem_t *sem);

    int sem_timedwait(sem_t *sem, const struct timespec *abs_timeout);
    int sem_post(sem_t *sem);
        - 對信號量解鎖，調(diào)用一次對信號量的值+1

    int sem_getvalue(sem_t *sem, int *sval);

    sem_t psem;
    sem_t csem;
    init(psem, 0, 8);
    init(csem, 0, 0);

    producer() {
        sem_wait(&psem);
        sem_post(&csem)
    }

    customer() {
        sem_wait(&csem);
        sem_post(&psem)
    }

*/

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <semaphore.h>

// 創(chuàng)建一個互斥量
pthread_mutex_t mutex;
// 創(chuàng)建兩個信號量
sem_t psem;
sem_t csem;

struct Node{
    int num;
    struct Node *next;
};

// 頭結(jié)點
struct Node * head = NULL;

void * producer(void * arg) {

    // 不斷的創(chuàng)建新的節(jié)點，添加到鏈表中
    while(1) {
        sem_wait(&psem);
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        struct Node * newNode = (struct Node *)malloc(sizeof(struct Node));
        newNode->next = head;
        head = newNode;
        newNode->num = rand() % 1000;
        printf("add node, num : %d, tid : %ld\n", newNode->num, pthread_self());
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        sem_post(&csem);
    }

    return NULL;
}

void * customer(void * arg) {

    while(1) {
        sem_wait(&csem);
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        // 保存頭結(jié)點的指針
        struct Node * tmp = head;
        head = head->next;
        printf("del node, num : %d, tid : %ld\n", tmp->num, pthread_self());
        free(tmp);
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        sem_post(&psem);
       
    }
    return  NULL;
}

int main() {

    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
    sem_init(&psem, 0, 8);
    sem_init(&csem, 0, 0);

    // 創(chuàng)建5個生產(chǎn)者線程，和5個消費者線程
    pthread_t ptids[5], ctids[5];

    for(int i = 0; i < 5; i++) {
        pthread_create(&ptids[i], NULL, producer, NULL);
        pthread_create(&ctids[i], NULL, customer, NULL);
    }

    for(int i = 0; i < 5; i++) {
        pthread_detach(ptids[i]);
        pthread_detach(ctids[i]);
    }

    while(1) {
        sleep(10);
    }

    pthread_mutex_destroy(&mutex);

    pthread_exit(NULL);

    return 0;
}

到了這里，關(guān)于第三章 Linux多線程開發(fā) 線程取消屬性同步互斥鎖死鎖讀寫鎖生產(chǎn)者消費者信號量的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！