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进程和线程的区别
一句话:进程资源独立,线程资源共享。
当系统内核不支持线程时,我们只能用用户空间来描述线程;而如果内核支持线程,我们可以在创建线程时指定是用户空间来描述还是内核空间来描述。
默认是内核线程。
进程调度是系统调用,属于操作系统的库函数,操作系统的编译器里自带了;而进程是需要第三方库,这两个实现方式不一样,一个系统调用,一个第三方库,所以进程号和线程号直接没有关系。
- 比如说
printf
:这是一个标准C库函数,里面包含系统调用,虽然系统调用每个系统都不一样,也就是说每个系统的printf
的底层实现不一样,但是接口依然相同 ,而且每个操作系统对应的编译器里都有包含printf
的库,所以不需要在编译的时候指定。 pthread_creat
:这是一个线程调用函数属于第三方库,对于所有平台都一样,而编译器的库中没有,所以需要在编译的时候链接这个库,也就是-lpthread
,寻找libpthread.so
。
函数原型:
cpp
int pthread_create (pthread_t *__restrict __newthread,
const pthread_attr_t *__restrict __attr,
void *(*__start_routine) (void *),
void *__restrict __arg)
- 参数1:传一个pthread_t*类型的指针,用于标记线程;
- 参数2:指定是内核线程还是用户空间线程,默认NULL;
- 参数3:传入任务函数,线程执行此任务;
- 参数4:任务函数的参数。
我可不可以直接传入task呢?
有人说:不行,必须强转为 void* 类型。
错,c可以,cpp不行。
在c中,void*指代任何类型。但是在cpp中,有严格格式要求,所以要强转。
强转为如下形式:
现代OS操作系统把进程当作资源管理单位,线程当作调度单位。
一个进程都含有一个线程。
pthread_join();
:阻塞主线程pthread_exit();
:唤醒阻塞的主线程。
pthread_join
有一个二级指针参数,用来接收子线程退出时的发出的数据,也就是void* retval
所以可知:二维指针用于更新一维指针空间
- 同一进程的不同线程中,两个线程资源共享,栈指针不共享 ,你有你的栈指针,我有我的栈指针;
- 两个栈的内存映射位置不一样,即使是同一形参,也分别存在各自的栈内。
- 同一进程中的两个线程的栈中会被操作系统用结构隔开,方式越界访问。
- 不过如果在 task2 中拿到了 task1 的地址,也是能更改 task1 的数据的。
线程非安全函数
执行完线程创建函数之后,本函数完结,局部变量 task1 的资源被回收,会发生危险。
时序问题
++
分为读、算、写三步。- 在执行 task2 的判断时二者不等,但是刚好时间片到了,回去执行 task1 ,正好算完 v2++ 时回来执行输出,发现相等。
进程间通信
需要三大挑战:
- 机制(协议):规定数据按什么格式传输。
- 同步与互斥:确保多个进程(或线程)在访问共享资源时不会相互干扰,从而避免数据竞争和不一致性。也就是进程执行的先后与资源访问的关系上。
- 数据顺序与同步:第三个问题是关于数据处理的顺序性。
竞态条件
两个进程对同一份资源进行访问与操作,就构成竞态条件。
就如何对资源进行正确的访问与操作。