嵌入式学习记录——线程

线程基本概念:

         线程:线程是一个轻量级的进程,位于进程空间内部,一个进程中可以创建多个线程

1.线程创建:

          线程独占栈空间,文本段、数据段和堆区与进程共享

2.线程调度:

                与进程调度是一样的
                宏观并行,微观串行

3.线程消亡:

与进程消亡是一样的

4.进程和线程的区别:

                进程是操作系统资源分配的最小单元
                线程是CPU任务调度的最小单元

5.多进程和多线程的优缺点:

效率:多线程 > 多进程 

                 多线程只需在同一进程空间内切换
                 多进程需要在不同的空间中切换

通信:多线程 > 有进程

                 线程共享全局变量,可以通过全局变量实现数据通信
                 进程空间是独立的，没有共享空间，通信实现比较复杂

安全:多进程 > 多线程

                一个进程异常不会影响其余进程空间
                一个线程异常结束会导致进程异常结束,进程异常结束,该进程内所有线程任务均无法向下执行

6.线程相关的函数接口：

        创建: fork      pthread_create 
        退出: exit      pthread_exit 
        回收: wait      pthread_join    

1.pthread_create

  int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,
                          void *(*start_routine) (void *), void *arg);

功能:
            在该进程中创建一个新的线程

 参数:
            thread:存放线程ID空间首地址
            attr:线程属性空间首地址
            start_routine:线程要执行的函数的入口
            arg:给线程函数的参数

返回值:
            成功返回0 
            失败返回错误码

编译时加 -lpthread选项  

2.pthread_self

 pthread_t pthread_self(void);

功能:
            获得调用该函数线程的ID  

3.pthread_exit 

  void pthread_exit(void *retval);

 功能:
            让调用该函数的线程任务结束

   参数:
            retval:线程结束的值

  4.pthread_join 

 int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);

 功能:
            回收线程空间

  参数:
            thread:线程的ID号
            retval:存放线程结束状态空间的首地址

          返回值:
            成功返回0 
            失败返回错误码

7.线程分离属性:

         线程结束后,自动回收线程空间

pthread_attr_init

            int pthread_attr_init(pthread_attr_t *attr);

功能:
      线程属性初始化

pthread_attr_destroy
            int pthread_attr_destroy(pthread_attr_t *attr);

功能:
      线程属性销毁

pthread_attr_setdetachstate 
            int pthread_attr_setdetachstate(pthread_attr_t *attr, int detachstate);

功能:
      设置分离属性 

PTHREAD_CREATE_DETACHED   分离属性
PTHREAD_CREATE_JOINABLE   加入属性（默认）

8.线程互斥：

1.互斥锁:防止资源竞争

 2.函数接口:

 pthread_mutex_init:
      int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex, const pthread_mutexattr_t *restrict attr);

功能:
        互斥锁初始化

参数:
        mutex:互斥锁空间首地址
        attr:互斥锁的属性(默认为NULL)

返回值:
        成功返回0 
        失败返回错误码 

pthread_mutex_destroy:
      int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);

功能:
        互斥锁销毁

参数:
        mutex:互斥锁空间首地址

返回值:
        成功返回0 
        失败返回错误码 

pthread_mutex_lock:
      int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);

功能:
        上锁

pthread_mutex_unlock:
      int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);

功能: 
        解锁

3.临界资源、临界区:

      加锁解锁中间的代码称为临界资源、临界区
      同一时刻临界资源不能同时执行,只能执行其中一个临界资源代码

4.原子操作:

      CPU最小的一次不能被任务调度打断的操作称为原子操作

5.互斥锁只能解决资源竞争的问题,无法同步代码(没有先后执行的顺序关系)

6.死锁:

    多线程操作互斥锁,导致多个线程均无法向下执行的状态称为死锁状态简称为死锁

    死锁产生的四个必要条件:
      1.互斥条件
      2.不可剥夺条件
      3.请求保持
      4.循环等待

避免产生死锁:
      1.pthread_mutex_trylock 替代 pthread_mutex_lock
      2.加锁顺序保持一致