1.2

在创建线程后设置分离属性(使用pthread_detach函数)

3.5

就是我们在进程当中运行程序的时候都是单执行流往下运行的如果要多执行流往下运行就需要引入多进程。

但是呢多进程有一个缺点就是创建子进程的时候需要创建PCB和进程地址空间页表等等内核数据结构比较浪费资源。

就是多进程成本比较高我们需要一个低成本的方式来实现一份代码并行。

1.2

首先我们就要对线程进行先描述在组织。

这样就有了线程控制块PCB概念的产生。

这样一来我们就需要对线程重新设计一套适用于线程的系统调用、数据结构、和调度算法等。

又因为线程和进程高度相似所以这里衍生出了两种对于线程的设计模式。

操作系统这么学科当中是有明确TCB这个概念的但在具体的系统的实现过程中Windows采用了对于多线程另起炉灶的想法重新设计了TCB。

而Linux中则是对于多线程这方面的底层设计则复用了PCB的设计。

这样就是三个线程在同一个进程当中将正文代码分成三份并行向上执行。

1.3

首先我们明确一点就是在Linux下线程复用了进程的代码。

那么在内核调用task_struct都是执行流不会有任何区别。

还就是要明确一点就是PCB只是一个进程控制块他不是整个进程进程

内核数据结构

这里的轻量级进程就是指着一个进程控制块进程地址空间页表内存上的代码

页表、虚拟地址和物理地址

在磁盘内容当中每个inode的数据块都是4KB的所以磁盘上的内容加载进入内存也是以4KB为基本单位的。

所以我们之前提到的任何关于内存的操作都是以4KB为基本单位的比如new申请空间子进程修改代码和数据发生的写时拷贝都是以4KB为基本单位的。

2.2

首先我们之前对于页表都没有一个明确的介绍可能会让大家认为页表就是一个普通的KV结构我们稍微想一想就知道页表肯定不会是一个简单的KV结构因为这样的页表需要的内存空间实在是太大了。

所以Linux在设计的时候就对页表进行了类似于多级索引式的设计。

给不同的线程分配不同的的区域本质就是为了让不同的线程各自看到所有页表的子集。

3.1

pthreads库中用于创建一个新线程的函数。

它是多线程编程中的一个关键函数允许你在一个进程中并发地执行多个线程

参数解释

结构体的指针用于指定线程的属性。

如果你不需要设置特殊的线程属性可以传递

void

*)这是一个指向函数的指针该函数是新线程的起始执行点。

这个函数必须返回一个

void

函数的参数。

你可以通过这个参数将任何类型的数据传递给新线程只需确保在

start_routine

0。

如果函数失败它将返回一个非零的错误码表示创建线程时发生的错误。

3.2

std::endl;sleep(1);cnt--;}std::cout

main

的线程。

这个返回值可以通过类型转换来匹配任何所需的数据类型。

如果不需要返回值可以将

retval

pthread_cancel是POSIX线程pthread库中用于取消指定线程执行的函数。

参数说明

pthread_cancel函数发送一个取消请求给指定的线程但并不会立即终止该线程的执行。

线程在接收到取消请求后会继续运行直到到达某个取消点Cancellation

Point。

取消点是线程检查是否被取消并按照请求进行动作的一个位置。

这就类似于进程退出处理信号防止突然的退出导致不可预料的错误线程可以通过调用pthread_testcancel函数来主动检查是否存在取消请求并在发现请求时执行相应的处理如退出线程。

3.2.4

nullptr;*p100;}pthread_exit((void

*)1234);return

新线程出现了异常除零错误无论是新线程还是主线程的死循环都退出了

3.3

线程pthread库中用于等待一个特定的线程终止的函数。

当你创建一个线程后主线程或其他线程可能需要等待该线程完成其任务后再继续执行。

pthread_create

函数获得的。

retval一个指向指针的指针用于接收被等待线程的返回值。

如果不需要这个返回值可以将其设置为

void*

std::endl;sleep(1);cnt--;}pthread_exit((void

*)1234);return

默认情况下新创建的线程是joinable的线程退出后需要对其进行pthread_join操作否则无法释放资源从而造成系统泄漏。

如果不关心线程的返回值join是一种负担这个时候我们可以告诉系统当线程退出时自动释放线程资源

3.4.1

使用pthread_create函数创建线程时可以通过该函数的第二个参数线程属性对象来设置线程的分离属性。

3.4.2

在创建线程后设置分离属性(使用pthread_detach函数)

参数thread是要设置为脱离状态的线程的ID。

返回值成功时返回0失败时返回一个非零错误码。

#include

{pthread_detach(pthread_self());int

cnt

std::endl;cnt--;sleep(1);}return

nullptr;

函数不需要任何参数它返回调用线程的线程ID。

这个线程ID是一个

pthread_t

总是成功返回调用线程的线程ID。

这个ID在线程的整个生命周期内是唯一的但如果有多个线程并且有一个线程完成那么该ID就可以被重用。

因此对于所有正在运行的线程ID在当前时刻是唯一的。

4.2

threadname):_threadname(threadname){_t.SetData(x,

y);}std::string

public:Result(){}~Result(){}void

SetResult(int

线程传参和返回值我们可以传递级别信息也可以传递其他对象(包括你自己定义的)int

main()

threadname[64];snprintf(threadname,

64,

td);threads.push_back(tid);}std::vectorResult*

result_set;void

ret);result_set.push_back((Result*)ret);}for(auto

res

Segment都是共享的,如果定义一个函数,在各线程中都可以调用,如果定义一个全局变量,在各线程中都可以访问到,除此之外,各线程还共享以下进程资源和环境:

IGN、SIG_

创建一个新线程的代价要比创建一个新进程小得多与进程之间的切换相比线程之间的切换需要操作系统做的工作要少很多线程占用的资源要比进程少很多能充分利用多处理器的可并行数量在等待慢速I/O操作结束的同时程序可执行其他的计算任务计算密集型应用为了能在多处理器系统上运行将计算分解到多个线程中实现I/O密集型应用为了提高性能将I/O操作重叠。

线程可以同时等待不同的I/O操作。

7.2

一个很少被外部事件阻塞的计算密集型线程往往无法与共它线程共享同一个处理器。

如果计算密集型线程的数量比可用的处理器多那么可能会有较大的性能损失这里的性能损失指的是增加了额外的同步和调度开销而可用的资源不变。

健壮性降低

编写多线程需要更全面更深入的考虑在一个多线程程序里因时间分配上的细微偏差或者因共享了不该共享的变量而造成不良影响的可能性是很大的换句话说线程之间是缺乏保护的。

缺乏访问控制

进程是访问控制的基本粒度在一个线程中调用某些OS函数会对整个进程造成影响。

编程难度提高编写与调试一个多线程程序比单线程程序困难得多

7.3

切换进程的时候加载进入CPU的上下文数据全都要重新加载因为进程地址空间页表。

。

都是独立的而线程就不需要全部重新加载只需要重新加载一部分。

2.局部性原理

CPU在调度进程的时候当一条代码被执行的时候CPU内部的cache就会选择性的缓存被执行代码的附近50行代码期待这些代码能够被执行这样就能提高效率但是下一条代码没有在缓存中被调度CPU就会根据算法删除一部分重新写入一部分。

这样看来如果进程切换代码这些全部都重新加载进入内存所以这些缓存全部都要被清除。

但是线程的话还是执行同一份代码可能只不过不是同一部分但是缓存中的代码就不需要全部被清楚或者只需要重新重新加载一部分。

#include

该代码没有运用任何C原生线程库里的函数使用的都是C库里的函数为什么编译的时候产生了错误

这说明了C11在Linux环境下对于线程的操作都是封装的Linux下的原生线程库。

那么C在Windows下还是封装的Linux的原生线程库吗肯定不是了封装的是Windows下的原生线程库了。

应该是相对平台进行判断然后选择同一份代码的不同部分使用。

那么其他语言呢我们只需要明白一点Linux原生线程库是Linux底层实现多线程的唯一方法。

9.1

我们能很明显的看到Linux底层封装的轻量级进程的编号和原生线程库层面封装的线程编号完全不是一个东西。

9.2

首先要使用线程就得先让线程库加载进入内存然后映射到进程地址空间的共享区内。

一个进程当中会有很多线程那么我们就需要对线程进行管理。

但是在Linux操作系统方面底层没有线程的概念只有轻量级线程的概念所以Linux无法维护线程。

Linux上的线程的概念是有线程库来提供的所以线程的维护就应该交给线程库。

关于这方面就直接说了用户层面的线程编号struct_pthread的开头地址。

9.3

线程局部存储是一种机制允许每个线程拥有自己变量的副本这些变量在每个线程中独立存在、互不影响。

这种机制确保了线程数据的独立性从而避免了全局变量或静态变量在并发环境下竞态条件和数据不一致的问题。

线程局部存储只能存储自定义类型线程局部存储的优点数据隔离、减少了同步开销、提高了性能。

__thread关键字用于声明线程局部存储变量使用__thread关键字声明的变量在每个线程中都有一个独立的副本这些副本互不影响有助于避免线程间的竞态条件或数据不一致问题提高线程安全性。

__thread

;pthread_create(tid1,nullptr,pthreadrun1,nullptr);pthread_t

tid2

;pthread_create(tid2,nullptr,pthreadrun2,nullptr);while(1){}return

#ifndef

Excute(){_func(_data);}public:Thread(func_tT

func,

Detach(){if(!_stop){pthread_detach(_tid);}}void

Join(){if(!_stop){pthread_join(_tid,

name(){return