嵌入式LINUX_C基础18

1、ESD_DAY034_ElvisUNIX/LINUX 系统下的C高级编程A.N.E.K本日要点：1、线程-X-X-X-X-X-X-X-X-X-X-X-X-X-X-X-X-X-X-X-X-X-X-X-X-X-X-X-X-X-X-X-X-X-X-X-1.线程1.1基本概念线程是一种轻量级的代码并行的方式。如果需要，同时执行两段或者更多段的代码（代码并行），则必须使用多进程或多线程。Unix/Linux系统更多地采用了多进程，Windows系统更多地采用了多线程。1.2进程和线程的区别：每个进程都有自己独立的资源，比如内存；进程之间不能直接互访，必须使用IPC实现通信，是重量级的。每个线程共享所在进

2、程的资源，自己只需要一个独立的栈即可，是轻量级的1.3系统、进程和线程的关系操作系统支持多个进程并行，每个进程的内部允许多个线程并行。进程本身其实并不能执行代码，只是为主线程（main函数）配齐资源（内存），由主线程负责执行进程的代码。主线程和其他线程的关系：线程之间都是相互独立（如主线程sleep，其他线程也能够继续正常工作），但是又相互影响（如主线程一旦结束，则进程也结束；各个线程之间资源共享）。1.4 CPU只有一个，线程如何运行：代码运行的必备资源：CPU和内存。内存是可分的，支持并行；CPU不可分，不采用特殊处理方法则只能执行一个线程。CPU把自己的时间分成了极小的CPU时间片，每个

3、线程可以拥有时间片，有时间片的线程可以执行极小的的一段时间，时间消耗完了就交给其他有时间片的线程继续运行。严格来说，线程在时间点上是没有并行的，但是时间点无法观察，因此，我们承认线程是并行的。Unix系统提供了完整的线程的一套函数，直接使用即可。多进程步骤：引入头文件pthread.h，提供了libpthread.so库文件1.线程的创建；线程的函数大多数以”pthread_”开头pthread_create（）函数 功能：创建一个线程。格式：#include <pthread.h> int pthread_create(pthread_t *thread, const pthre

4、ad_attr_t *attr, void *(*start_routine) (void *), void *arg);注意：第一个参数：一个指针，这是一个传出参数，用来接收线程创建成功后的线程ID，这是一个整数； 第二个参数：一个结构体指针，用来传入要创建的线程的属性，一般情况下使用默认属性即可，一般给NULL即可； 第三个参数：一个函数指针，这个函数指针指向的函数的返回值为void*，参数也是void*。系统启动新线程后，执行某个函数的代码，这个函数有此参数指定,然后对这个函数与主函数并行处理； 第四个参数：为第三个参数指定的函数提供形式参数，与第三个参数联合指定了执行哪个参数，用什么参

5、数；返回值：成功返回0，失败返回错误码。线程的错误处理不使用errno、perror（），而是直接返回错误码。多线程启动时，代码运行是：每个线程内部是顺序执行，线程之间乱序执行。*创建一个新线程，并观察主线程和新线程的运行特点*#include<stdio.h>#include<pthread.h>#include<string.h>void*task(void*p) int i; for(i=0;i<50;i+) printf("task:%dn",i); usleep(1); int main() pthread_t id; /

6、pthread_create函数只是告知系统创建进程，不保证马上运行，通知完了就继续运行下面的代码 int res=pthread_create(&id,NULL,task,NULL); if(res) printf("%sn",strerror(res); else printf("线程成功启动n"); int i; for(i=0;i<50;i+) printf("main:%dn",i); usleep(3); /使用延时保证在其他线程执行结束前，不让主线程结束；因为主线程一旦结束，所有线程都结束 sleep(2)

7、; return 0;在使用线程的参数时，一定要保证这个指针是有效的。当一个线程在通过指针使用一块内存区域时，要确保这块内存不会被其他的线程释放。使用pthread_join（）可以让一个线程等待另外一个线程的结束，同时拿到结束线程的返回值。等待的线程处于阻塞的状态。可以用来防止主线程的提前结束。pthread_join（）函数功能：使调用线程等待另一个线程的结束，同时拿到结束进程的返回值。格式：#include <pthread.h> int pthread_join(pthread_t thread, void *retval); Compile and link with -

8、pthread.注意：第一个参数：线程ID，这是一个整数； 第二个参数：一个二级指针，用来获取结束线程的返回值（返回值是一个void*类型），当给NULL时，表示不获取结束线程的返回值； 编译和链接时需要使用：-pthread；返回值：成功返回0，失败返回错误码。线程的错误处理不使用errno、perror（），而是直接返回错误码。*获取线程的返回值*#include<stdio.h>#include<pthread.h>#include<string.h>void*task(void*p) return "Komachi"void*ta

9、sk1(void*p) static int sum=0; int i=0; for(i=0;i<=100;i+) sum=sum+i; return &sum;int main() pthread_t id,id1; pthread_create(&id,NULL,task,NULL); char*res=NULL;/定义一个和线程返回值类型即可 pthread_join(id,(void*)&res); printf("%sn",res); pthread_create(&id1,NULL,task1,NULL); int *sum

10、=NULL; pthread_join(id1,(void*)&sum); printf("sum=%dn",*sum); return 0;1.2.线程的退出使用pthread_exit()函数或者直接return。线程也可能被其他线程取消。线程的退出不能用exit（），因为exit（）退出的是进程。pthread_exit（）函数 功能：创建一个线程。格式：#include <pthread.h> void pthread_exit(void *retval); Compile and link with -pthread.注意：一个参数：一个指针，

11、代表此退出线程的返回值（void*类型）； 编译和链接时需要使用：-pthread；返回值：无返回值 1.3.线程的资源回收有三种方式：1）.分离状态的线程（pthread_detach（）函数）一结束就立刻回收；2）.被pthread_join（）的进程，pthread_join（）结束后立即回收；3）.其他情况，不确定什么时候时候。经验：一个线程最后detach或者join。先join后detach，detach无效；先detach后join，join无效。pthread_detach（）函数 功能：分离线程，同时在线程结束时立刻回收其资源。格式：#include <pthread.

12、h> int pthread_detach(pthread_t thread); Compile and link with -pthread.注意：一个参数：线程ID，这是一个整数； 编译和链接时需要使用：-pthread；返回值：成功返回0，失败返回错误码。线程的错误处理不使用errno、perror（），而是直接返回错误码。*使用detach或者join回收线程资源*#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<pthread.h>#include<string.h>void*task(voi

13、d*p) int i; for(i=0;i<30;i+) printf("task:%dn",i); usleep(100000); int main() pthread_t id; int res=pthread_create(&id,NULL,task,NULL); if(res) printf("%sn",strerror(res); exit(-1); /pthread_detach(id);/从程序结果来看并没有明显差异 pthread_join(id,NULL);/可以看到子线程没有结束时，主线程处于阻塞状态 int i; fo

14、r(i=0;i<30;i+) printf("main:%dn",i); usleep(100000); return 0;线程的取消：（了解）pthread_cancel（）函数-取消线程（需要设置可以被取消）pthread_setcancelstate（）函数-设置一个线程是否可以被取消pthread_setcanceltype（）函数-设置取消类型，立即/延后取消1.5线程同步因为线程是共享进程的资源的，当多个线程访问相同的资源时，有可能出现资源的冲突。线程同步就是协调多个线程，防止数据的冲突（不一致，不完整）。线程同步的解决方案其实就是变并行为串行。优点：保证

15、了数据的有效性和一致性；缺点：效率大幅降低；线程同步技术主要包括：互斥量mutex、信号量、条件变量。互斥量也叫互斥锁，使用步骤：1.定义一个互斥量：pthread_mutex_t lock;2.初始化互斥量：a.pthread_mutex_init（&lock，NULL）；/第二个参数是一个指针，使用默认的即可NULLb.声明的同时用宏赋值：pthread_mutex_t lock=PTHTEAD_MUTEX_INITIALIZER;3.加锁：pthread_mutex_lock(&lock)，无法上锁则阻塞;4.访问共享资源；5.解锁：pthread_mutex_unloc

16、k(&lock);6.释放互斥量的资源:pthread_mutex_destroy(&lock);*使用互斥量来保证线程同步*#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<pthread.h>char*data5;/字符串数组,用来存放名字int ind=0;/数组中的元素个数/1.声明互斥量，因为每个线程都要使用，因此可定义成全局变量pthread_mutex_t lock;void*task(void*p) /3.使用互斥量上锁 pthread_mutex_lock(&lock); /4.

17、使用共享资源 /放入名字 dataind=(char*)p; /在不采用线程同步时 /id1线程先执行到这里卡住 /模拟CPU卡顿,此时主线程或者id2线程执行 /此时ind为1，当id2线程也执行到这里时ind还是为1，因此id1和id2同时将数据放入了data1中 usleep(1000); /当id1和id2卡顿结束后，ind会在每个线程加1 /人数加1 /最终ind=3,而此时data2=NULL;如果打印data2将会出现段错误 ind+; /5.解除互斥量的锁 pthread_mutex_unlock(&lock);int main() /2.初始化互斥量 pthread_mutex_init(&lock,0); dataind="liubei" ind+; pthread_t id1,id2; pthread_create(&id1,NULL,task,"guanyu"); pthread_create(&id2,NULL,task,"zhangfei"); pthread_join(id1,NULL); pthread_join(id2,NULL); /6.释放互斥量 pthr