linux下多線程
三種專門用於線程同步的機制:POSIX信號量,互斥量和條件變數.
在Linux上信號量API有兩組,一組是System V IPC信號量,即PV操作,另外就是POSIX信號量,POSIX信號量的名字都是以sem_開頭.
phshared參數指定信號量的類型,若其值為0,就表示這個信號量是當前進程的局部信號量,否則該信號量可以在多個進程之間共享.value值指定信號量的初始值,一般與下面的sem_wait函數相對應.
其中比較重要的函數sem_wait函數會以原子操作的方式將信號量的值減一,如果信號量的值為零,則sem_wait將會阻塞,信號量的值可以在sem_init函數中的value初始化;sem_trywait函數是sem_wait的非阻塞版本;sem_post函數將以原子的操作對信號量加一,當信號量的值大於0時,其他正在調用sem_wait等待信號量的線程將被喚醒.
這些函數成功時返回0,失敗則返回-1並設置errno.
生產者消費者模型:
生產者對應一個信號量:sem_t procer;
消費者對應一個信號量:sem_t customer;
sem_init(&procer,2)----生產者擁有資源,可以工作;
sem_init(&customer,0)----消費者沒有資源,阻塞;
在訪問公共資源前對互斥量設置（加鎖），確保同一時間只有一個線程訪問數據，在訪問完成後再釋放（解鎖）互斥量.
互斥鎖的運行方式:串列訪問共享資源;
信號量的運行方式:並行訪問共享資源;
互斥量用pthread_mutex_t數據類型表示，在使用互斥量之前，必須使用pthread_mutex_init函數對它進行初始化，注意，使用完畢後需調用pthread_mutex_destroy.
pthread_mutex_init用於初始化互斥鎖，mutexattr用於指定互斥鎖的屬性，若為NULL，則表示默認屬性。除了用這個函數初始化互斥所外，還可以用如下方式初始化：pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER。
pthread_mutex_destroy用於銷毀互斥鎖，以釋放佔用的內核資源，銷毀一個已經加鎖的互斥鎖將導致不可預期的後果。
pthread_mutex_lock以原子操作給一個互斥鎖加鎖。如果目標互斥鎖已經被加鎖，則pthread_mutex_lock則被阻塞，直到該互斥鎖佔有者把它給解鎖.
pthread_mutex_trylock和pthread_mutex_lock類似，不過它始終立即返回，而不論被操作的互斥鎖是否加鎖，是pthread_mutex_lock的非阻塞版本.當目標互斥鎖未被加鎖時，pthread_mutex_trylock進行加鎖操作；否則將返回EBUSY錯誤碼。注意：這里討論的pthread_mutex_lock和pthread_mutex_trylock是針對普通鎖而言的，對於其他類型的鎖，這兩個加鎖函數會有不同的行為.
pthread_mutex_unlock以原子操作方式給一個互斥鎖進行解鎖操作。如果此時有其他線程正在等待這個互斥鎖，則這些線程中的一個將獲得它.
三個列印機輪流列印:
輸出結果:
如果說互斥鎖是用於同步線程對共享數據的訪問的話,那麼條件變數就是用於在線程之間同步共享數據的值.條件變數提供了一種線程之間通信的機制:當某個共享數據達到某個值時,喚醒等待這個共享數據的線程.
條件變數會在條件不滿足的情況下阻塞線程.且條件變數和互斥量一起使用，允許線程以無競爭的方式等待特定的條件發生.
其中pthread_cond_broadcast函數以廣播的形式喚醒所有等待目標條件變數的線程,pthread_cond_signal函數用於喚醒一個等待目標條件變數線程.但有時候我們可能需要喚醒一個固定的線程,可以通過間接的方法實現:定義一個能夠唯一標識目標線程的全局變數,在喚醒等待條件變數的線程前先設置該變數為目標線程,然後採用廣播的方式喚醒所有等待的線程,這些線程被喚醒之後都檢查該變數以判斷是否是自己.
採用條件變數+互斥鎖實現生產者消費者模型:
運行結果:
阻塞隊列+生產者消費者
運行結果:
B. linux 下 進程和線程的區別
線程是指進程內的一個執行單元,也是進程內的可調度實體.
與進程的區別:
(1)地址空間:進程內的一個執行單元;進程至少有一個線程;它們共享進程的地址空間;而進程有自己獨立的地址空間;
(2)資源擁有:進程是資源分配和擁有的單位,同一個進程內的線程共享進程的資源
(3)線程是處理器調度的基本單位,但進程不是.
4)二者均可並發執行.
進程和線程都是由操作系統所體會的程序運行的基本單元，系統利用該基本單元實現系統對應用的並發性。進程是系統進行資源分配和調度的一個獨立單位。線程是進程的一個實體，是CPU調度和分派的基本單位，線程自己基本上不擁有系統資源，只擁有一點在運行中必不可少的資源（如程序計數器，一組寄存器和棧），但是它可與同屬一個進程的其他的線程共享進程所擁有的全部資源。一個線程可以創建和撤銷另一個線程，同一個進程中的多個線程之間可以並發執行。
2.進程和應用程序的區別？
進程與應用程序的區別在於應用程序作為一個靜態文件存儲在計算機系統的硬碟等存儲空間中，而進程則是處於動態條件下由操作系統維護的系統資源管理實體。
C、C++、Java等語言編寫的源程序經相應的編譯器編譯成可執行文件後，提交給計算機處理器運行。這時，處在可執行狀態中的應用程序稱為進程。從用戶角度來看，進程是應用程序的一個執行過程。從操作系統核心角度來看，進程代表的是操作系統分配的內存、CPU時間片等資源的基本單位，是為正在運行的程序提供的運行環境。進程與應用程序的區別在於應用程序作為一個靜態文件存儲在計算機系統的硬碟等存儲空間中，而進程則是處於動態條件下由操作系統維護的系統資源管理實體。多任務環境下應用程序進程的主要特點包括： ●進程在執行過程中有內存單元的初始入口點，並且進程存活過程中始終擁有獨立的內存地址空間； ●進程的生存期狀態包括創建、就緒、運行、阻塞和死亡等類型； ●從應用程序進程在執行過程中向CPU發出的運行指令形式不同，可以將進程的狀態分為用戶態和核心態。處於用戶態下的進程執行的是應用程序指令、處於核心態下的應用程序進程執行的是操作系統指令
3.進程與Java線程的區別
應用程序在執行過程中存在一個內存空間的初始入口點地址、一個程序執行過程中的代碼執行序列以及用於標識進程結束的內存出口點地址，在進程執行過程中的每一時間點均有唯一的處理器指令與內存單元地址相對應。
Java語言中定義的線程（Thread）同樣包括一個內存入口點地址、一個出口點地址以及能夠順序執行的代碼序列。但是進程與線程的重要區別在於線程不能夠單獨執行，它必須運行在處於活動狀態的應用程序進程中，因此可以定義線程是程序內部的具有並發性的順序代碼流。 Unix操作系統和Microsoft Windows操作系統支持多用戶、多進程的並發執行，而Java語言支持應用程序進程內部的多個執行線程的並發執行。多線程的意義在於一個應用程序的多個邏輯單元可以並發地執行。但是多線程並不意味著多個用戶進程在執行，操作系統也不把每個線程作為獨立的進程來分配獨立的系統資源。進程可以創建其子進程，子進程與父進程擁有不同的可執行代碼和數據內存空間。而在用於代表應用程序的進程中多個線程共享數據內存空間，但保持每個線程擁有獨立的執行堆棧和程序執行上下文（Context）。
需要注意的是：在應用程序中使用多線程不會增加 CPU 的數據處理能力。只有在多CPU 的計算機或者在網路計算體系結構下，將Java程序劃分為多個並發執行線程後，同時啟動多個線程運行，使不同的線程運行在基於不同處理器的Java虛擬機中，才能提高應用程序的執行效率。 另外，如果應用程序必須等待網路連接或資料庫連接等數據吞吐速度相對較慢的資源時，多線程應用程序是非常有利的。基於Internet的應用程序有必要是多線程類型的，例如，當開發要支持大量客戶機的伺服器端應用程序時，可以將應用程序創建成多線程形式來響應客戶端的連接請求，使每個連接用戶獨佔一個客戶端連接線程。這樣，用戶感覺伺服器只為連接用戶自己服務，從而縮短了伺服器的客戶端響應時間。 三、Java語言的多線程程序設計方法
C. linux操作系統多進程和多線程的區別
進程：運行中的程序，-->執行過程稱之為進程。
線程：線程是輕量級的進程，是進程中的一條執行序列，一個進程至少有一條線程。
多線程優點：①無需跨進程邊界;②程序邏輯和控制方式簡單;③所有線程可以直接共享內存和變數;④線程方式消耗的總資源比進程少。
多進程優點：①每個進程相互獨立，不影響主程序的穩定性，子進程崩潰沒關系;②通過增加CPU就可以容易擴充性能;③可以盡量減少線程加鎖/解鎖的影響，極大提高性能。
多線程缺點：①每條線程與主程序共用地址空間，大小受限;②線程之間的同步和加鎖比較麻煩;③一個線程的崩潰可能影響到整個程序的穩定性;④到達一定的線程數之後，即使在增加CPU也無法提高性能。
多進程缺點：①邏輯控制復雜，需要和主程序交互;②需要跨進程邊界，如果有大數據傳輸，不適合;③多進程調度開銷比較大。
Linux系統中多進程和多線程的區別是什麼?
1、多進程中數據共享復雜、同步簡單;而多線程中數據共享簡單、同步復雜。
2、多進程佔用內存多、切換復雜、速度慢、CPU利用率低;而多線程佔用內存少、切換簡單、CPU利用率高。
3、多進程的編程簡單、調試簡單;而多線程的編程復雜、調試復雜。