当前位置: 首页 > news >正文

Linux之线程同步

目录

一、问题引入

二、实现线程同步的方案——条件变量

1、常用接口:

2、使用示例


一、问题引入

我们再次看看上次讲到的多线程抢票的代码:这次我们让一个线程抢完票之后不去做任何事。

#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <cstring>
#include <time.h>
#include <pthread.h>using namespace std;
#define THREAD_NUM 5class threaddata
{
public:threaddata(const string &s, pthread_mutex_t *m): name(s), mtx(m){}public:string name;pthread_mutex_t *mtx;
};int ticket = 100;void *getticket(void *arg)
{threaddata *td = (threaddata *)arg;while (true){pthread_mutex_lock(td->mtx); if (ticket > 0)              {usleep(rand() % 10000);cout << td->name << ":"<< " " << ticket << endl;ticket--;pthread_mutex_unlock(td->mtx); }else{pthread_mutex_unlock(td->mtx); break;}}delete td;return nullptr;
}int main()
{pthread_mutex_t mtx;pthread_mutex_init(&mtx, nullptr);pthread_t t[THREAD_NUM];for (int i = 0; i < THREAD_NUM; i++){string name = "thread ";name += to_string(i + 1);threaddata *td = new threaddata(name, &mtx);pthread_create(t + i, nullptr, getticket, (void *)td);}for (int i = 0; i < THREAD_NUM; i++)pthread_join(t[i], nullptr);pthread_mutex_destroy(&mtx);return 0;
}

运行结果:

我们这就发现了一个问题,对于抢票系统,我们看到的是只有一个线程5在一直连续抢票,没有其他的线程。这很不合理。

这是因为如果个别线程的竞争力特别强,每次都能够申请到锁,但申请到锁之后什么也不做,所以在我们看来这个线程就一直在申请锁和释放锁,那么它就可以一直抢票。这就可能导致其他线程长时间竞争不到锁,造成了其他线程的饥饿问题(无法抢票)。虽然,你是拿到锁后再去访问临界资源,并且最后还释放了锁,由于竞争能力太强,可以一直拿到锁,这没有错,但这不合理。

为了解决这个问题,我们增加一个限制:当一个线程释放锁后,这个线程不能立马再次申请锁,该线程必须排到这个锁的资源等待队列的最后。这样,我们就有了线程同步:我们在保证数据安全的情况下让这些线程按照一定的顺序进行临界资源的访问,这就是线程同步。

竞态条件:因为时序问题,而导致程序异常,我们称为竞态条件。

二、实现线程同步的方案——条件变量

当一个线程互斥地访问某个变量时,它可能发现在其他线程改变状态之前,它什么也做不了

例如一个线程访问队列时,发现队列为空,它只能等待,直到其他线程将一个节点添加到队列中。这种情况就需要用到条件变量。

1、常用接口:

1、条件变量的定义和初始化

​
NAMEpthread_cond_destroy, pthread_cond_init - destroy and initialize condition variablesSYNOPSIS#include <pthread.h>//销毁int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);//初始化int pthread_cond_init(pthread_cond_t *restrict cond,const pthread_condattr_t *restrict attr);//全局和静态变量初始化pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;

2、线程等待临界资源: 

pthread_cond_wait 功能:一就是让线程在特定的条件变量下等待,二就是让线程在等待时释放对应的互斥锁。当线程被唤醒时,该函数会帮助我们线程获取锁。

#include <pthread.h>
//特定时间阻塞等待
int pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *restrict cond,pthread_mutex_t *restrict mutex,const struct timespec *restrict abstime);
//等待
int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *restrict cond,pthread_mutex_t *restrict mutex);

 3、唤醒线程去访问临界资源

#include <pthread.h>
// 唤醒所有等待的线程
int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);// 唤醒一个线程
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);

注:1、条件变量通常需要配合互斥锁一起使用。

2、条件变量的使用:一个线程等待条件变量的条件成立而被挂起;另一个线程使条件成立后唤醒等待的线程。

3、等待的时候往往是在临界区内等待的。(加锁与解锁之间的区域进行等待)

4、线程被唤醒,是在之前进行等待的地方被唤醒。

2、使用示例

有了线程同步,我们就可以改进我们之前的抢票系统的代码:

#include <iostream>
#include <string>
#include <time.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>using namespace std;
#define THREADNUM 3
typedef void *(*func)(void *argc);class threaddata
{
public:threaddata(pthread_mutex_t *mtx, pthread_cond_t *cond, const string &name): mtx_(mtx), cond_(cond), name_(name){}public:pthread_mutex_t *mtx_;pthread_cond_t *cond_;string name_;
};int ticket = 100;void *getticket(void *arg)
{threaddata *td = (threaddata *)arg;while (true){pthread_mutex_lock(td->mtx_);pthread_cond_wait(td->cond_, td->mtx_); // 在加锁和解锁之间进行等待if (ticket > 0){usleep(rand() % 10000);cout << td->name_ << ":"<< " " << ticket << endl;ticket--;pthread_mutex_unlock(td->mtx_);}else{pthread_mutex_unlock(td->mtx_);break;}}delete td;return nullptr;
}void *fun1(void *arg)
{threaddata *td = (threaddata *)arg;while (true){getticket((void *)td);sleep(1);}
}void *fun2(void *arg)
{threaddata *td = (threaddata *)arg;while (true){getticket((void *)td);sleep(1);}
}void *fun3(void *arg)
{threaddata *td = (threaddata *)arg;while (true){getticket((void *)td);sleep(1);}
}int main()
{srand((unsigned long)time(nullptr) ^ getpid() ^ 433);pthread_mutex_t mtx;pthread_cond_t cond;pthread_mutex_init(&mtx, nullptr);pthread_cond_init(&cond, nullptr);pthread_t t[THREADNUM];func fun[THREADNUM] = {fun1, fun2, fun3};for (int i = 0; i < THREADNUM; i++){string name = "thread ";name += to_string(i + 1);threaddata *td = new threaddata(&mtx, &cond, name);pthread_create(t + i, nullptr, fun[i], (void *)td);}sleep(5);while (true){pthread_cond_signal(&cond);sleep(1);}for (int i = 0; i < THREADNUM; i++)pthread_join(t[i], nullptr);pthread_mutex_destroy(&mtx);pthread_cond_destroy(&cond);return 0;
}

如果我们每次都想将在该条件变量下等待的所有线程进行唤醒,可以将代码中的pthread_cond_signal函数改为pthread_cond_broadcast函数。 

此时我们会发现唤醒这三个线程时具有明显的顺序性,因为这些线程启动时默认都会在该条件变量下去等待,而我们每次都唤醒的是在当前条件变量下等待的头部线程,当该线程执行完代码后会继续排到等待队列的尾部进行等待。

相关文章:

Linux之线程同步

目录 一、问题引入 二、实现线程同步的方案——条件变量 1、常用接口&#xff1a; 2、使用示例 一、问题引入 我们再次看看上次讲到的多线程抢票的代码&#xff1a;这次我们让一个线程抢完票之后不去做任何事。 #include <iostream> #include <unistd.h> #inc…...

03 龙芯平台openstack部署搭建-keystone部署

#!/bin/bash #创建keystone数据库并授权&#xff0c;可通过mysql -ukeystone -ploongson验证授权登录 mysql -uroot -e “set password for rootlocalhost password(‘loongson’);” mysql -uroot -ploongson -e ‘CREATE DATABASE keystone;’ #本地登录 mysql -uroot -ploo…...

定义了服务器的端口号和Servlet的上下文路径

server: port: 1224 servlet: context-path: /applet 这个配置定义了服务器的端口号和Servlet的上下文路径。 下面是配置的解释&#xff1a; server.port: 1224&#xff1a;这表示服务器应该监听在1224端口上。server.servlet.context-path: /applet&#xff1a;这表…...

AI论文速读 | UniST:提示赋能通用模型用于城市时空预测

本文是时空领域的统一模型——UniST&#xff0c;无独有偶&#xff0c;时序有个统一模型新工作——UniTS&#xff0c;感兴趣的读者也可以阅读今天发布的另外一条。 论文标题&#xff1a;UniST: A Prompt-Empowered Universal Model for Urban Spatio-Temporal Prediction 作者&…...

rabbitmq-spring-boot-start配置使用手册

rabbitmq-spring-boot-start配置使用手册 文章目录 1.yaml配置如下2.引入pom依赖如下2.1 引入项目resources下libs中的jar包依赖如下2.2引入maven私服依赖如下 3.启动类配置如下4.项目中测试发送消息如下5.项目中消费消息代码示例6.mq管理后台交换机队列创建及路由绑定关系如下…...

操作系统知识-操作系统作用+进程管理-嵌入式系统设计师备考笔记

0、前言 本专栏为个人备考软考嵌入式系统设计师的复习笔记&#xff0c;未经本人许可&#xff0c;请勿转载&#xff0c;如发现本笔记内容的错误还望各位不吝赐教&#xff08;笔记内容可能有误怕产生错误引导&#xff09;。 本章的主要内容见下图&#xff1a; 1、操作系统的作用…...

Go语言中的锁与管道的运用

目录 1.前言 2.锁解决方案 3.管道解决方案 4.总结 1.前言 在写H5小游戏的时候&#xff0c;由于需要对多个WebSocket连接进行增、删、查的管理和对已经建立连接的WebSocket通过服务端进行游戏数据交换的需求。于是定义了一个全局的map集合进行连接的管理&#xff0c;让所有…...

前端 - 基础 表单标签 -- 表单元素( input - type属性) 文本框和密码框

表单元素 &#xff1a; 在表单域中可以定义各种表单元素&#xff0c;这些表单元素就是允许用户在表单中输入或选择 的内容控件。 表单元素的外观也各不一样&#xff0c;有小圆圈&#xff0c;有正方形&#xff0c;也有方框&#xff0c;乱七八糟的&#xff0c;各种各样&#xf…...

关于MySQL模糊搜索不区分大小写

在我们日常使用ORM框架进行模糊查询时&#xff0c;会发现&#xff0c;搜索的结果是不区分关键字的英文大小写的&#xff0c;那这是为什么呢&#xff1f; 原因是MySQL的like本就不区分大小写&#xff1b;如果在建表的时候&#xff0c;没有设置好字段区分大小 //包含j和J的都会被…...

论文阅读——MoCo

Momentum Contrast for Unsupervised Visual Representation Learning 动量在数学上理解为加权移动平均&#xff1a; yt-1是上一时刻输出&#xff0c;xt是当前时刻输入&#xff0c;m是动量&#xff0c;不想让当前时刻输出只依赖于当前时刻的输入&#xff0c;m很大时&#xff0…...

ARM 寄存器学习:(一)arm多种模式下得寄存器

一.ARM7种状态以及每种状态的寄存器&#xff1a; ARM 处理器共有 7 种不同的处理器模式&#xff0c;在每一种处理器模式中可见的寄存器包括 15 个通用寄存器( R0~R14)、一个或两个(User和Sys不是异常模式&#xff0c;没有spsr寄存器)状态寄存器&#xff08;cpsr和spsr&…...

【nfs报错】rpc mount export: RPC: Unable to receive; errno = No route to host

NFS错误 问题现象解决方法 写在前面 这两天搭建几台服务器&#xff0c;需要使用nfs服务&#xff0c;于是六台选其一做服务端&#xff0c;其余做客户端&#xff0c;搭建过程写在centos7离线搭建NFS共享文件&#xff0c;但是访问共享时出现报错&#xff1a;rpc mount export: RPC…...

备战蓝桥杯---牛客寒假训练营2VP

题挺好的&#xff0c;收获了许多 1.暴力枚举&#xff08;许多巧妙地处理细节方法&#xff09; n是1--9,于是我们可以直接暴力&#xff0c;对于1注意特判开头0但N&#xff01;1&#xff0c;对于情报4&#xff0c;我们可以把a,b,c,d的所有取值枚举一遍&#xff0c;那么如何判断有…...

QCustomPlot-绘制X轴为日期的折线图

主要代码如下&#xff1a; void Widget::InitQLineXDateAddData() {customPlot new QCustomPlot(this);// 创建日期时间类型的刻度生成器QSharedPointer<QCPAxisTickerDateTime> dateTimeTicker(new QCPAxisTickerDateTime);dateTimeTicker->setDateTimeFormat(&quo…...

腾讯春招后端一面(算法篇)

前言&#xff1a; 哈喽大家好&#xff0c;前段时间在小红书和牛客上发了面试的经验贴&#xff0c;很多同学留言问算法的具体解法&#xff0c;今天就详细写个帖子回复大家。 因为csdn是写的比较详细&#xff0c;所以更新比较慢&#xff0c;大家见谅~~ 就题目而言&#xff0c;…...

Filebeat rpm方式安装及配置

一、使用服务器root用户、filebeat8.11.1版本,rpm安装方式进行安装 curl -L -O https://artifacts.elastic.co/downloads/beats/filebeat/filebeat-8.11.1-x86_64.rpm sudo rpm -vi filebeat-8.11.1-x86_64.rpm 二、配置核心的采集文件、使用inputs热更方式、配置filebeat本身…...

深入挖掘C语言之——枚举

目录 1. 枚举的定义 2. 枚举常量的赋值 3. 枚举的使用示例 4. 注意事项 在C语言中&#xff0c;枚举&#xff08;Enum&#xff09;是一种用户定义的数据类型&#xff0c;用于定义一组具名的整型常量。枚举常常用于提高代码的可读性和可维护性&#xff0c;使程序更易于理解。…...

【源码阅读】EVMⅢ

参考[link](https://blog.csdn.net/weixin_43563956/article/details/127725385 大致流程如下&#xff1a; 编写合约 > 生成abi > 解析abi得出指令集 > 指令通过opcode来映射成操作码集 > 生成一个operation 以太坊虚拟机的工作流程&#xff1a; 由solidity语言编…...

.Net Core 中间件验签

文章目录 为什么是用中间件而不是筛选器&#xff1f;代码实现技术要点context.Request.EnableBuffering()指针问题 小结 为什么是用中间件而不是筛选器&#xff1f; 为什么要用中间件验签&#xff0c;而不是筛选器去验签? 1、根据上图我们可以看到&#xff0c;中间件在筛选器之…...

Elasticsearch:从 Java High Level Rest Client 切换到新的 Java API Client

作者&#xff1a;David Pilato 我经常在讨论中看到与 Java API 客户端使用相关的问题。 为此&#xff0c;我在 2019 年启动了一个 GitHub 存储库&#xff0c;以提供一些实际有效的代码示例并回答社区提出的问题。 从那时起&#xff0c;高级 Rest 客户端 (High Level Rest Clie…...

树莓派超全系列教程文档--(62)使用rpicam-app通过网络流式传输视频

使用rpicam-app通过网络流式传输视频 使用 rpicam-app 通过网络流式传输视频UDPTCPRTSPlibavGStreamerRTPlibcamerasrc GStreamer 元素 文章来源&#xff1a; http://raspberry.dns8844.cn/documentation 原文网址 使用 rpicam-app 通过网络流式传输视频 本节介绍来自 rpica…...

定时器任务——若依源码分析

分析util包下面的工具类schedule utils&#xff1a; ScheduleUtils 是若依中用于与 Quartz 框架交互的工具类&#xff0c;封装了定时任务的 创建、更新、暂停、删除等核心逻辑。 createScheduleJob createScheduleJob 用于将任务注册到 Quartz&#xff0c;先构建任务的 JobD…...

Nginx server_name 配置说明

Nginx 是一个高性能的反向代理和负载均衡服务器&#xff0c;其核心配置之一是 server 块中的 server_name 指令。server_name 决定了 Nginx 如何根据客户端请求的 Host 头匹配对应的虚拟主机&#xff08;Virtual Host&#xff09;。 1. 简介 Nginx 使用 server_name 指令来确定…...

Spring Boot+Neo4j知识图谱实战:3步搭建智能关系网络!

一、引言 在数据驱动的背景下&#xff0c;知识图谱凭借其高效的信息组织能力&#xff0c;正逐步成为各行业应用的关键技术。本文聚焦 Spring Boot与Neo4j图数据库的技术结合&#xff0c;探讨知识图谱开发的实现细节&#xff0c;帮助读者掌握该技术栈在实际项目中的落地方法。 …...

工业自动化时代的精准装配革新:迁移科技3D视觉系统如何重塑机器人定位装配

AI3D视觉的工业赋能者 迁移科技成立于2017年&#xff0c;作为行业领先的3D工业相机及视觉系统供应商&#xff0c;累计完成数亿元融资。其核心技术覆盖硬件设计、算法优化及软件集成&#xff0c;通过稳定、易用、高回报的AI3D视觉系统&#xff0c;为汽车、新能源、金属制造等行…...

3403. 从盒子中找出字典序最大的字符串 I

3403. 从盒子中找出字典序最大的字符串 I 题目链接&#xff1a;3403. 从盒子中找出字典序最大的字符串 I 代码如下&#xff1a; class Solution { public:string answerString(string word, int numFriends) {if (numFriends 1) {return word;}string res;for (int i 0;i &…...

成都鼎讯硬核科技!雷达目标与干扰模拟器,以卓越性能制胜电磁频谱战

在现代战争中&#xff0c;电磁频谱已成为继陆、海、空、天之后的 “第五维战场”&#xff0c;雷达作为电磁频谱领域的关键装备&#xff0c;其干扰与抗干扰能力的较量&#xff0c;直接影响着战争的胜负走向。由成都鼎讯科技匠心打造的雷达目标与干扰模拟器&#xff0c;凭借数字射…...

2025季度云服务器排行榜

在全球云服务器市场&#xff0c;各厂商的排名和地位并非一成不变&#xff0c;而是由其独特的优势、战略布局和市场适应性共同决定的。以下是根据2025年市场趋势&#xff0c;对主要云服务器厂商在排行榜中占据重要位置的原因和优势进行深度分析&#xff1a; 一、全球“三巨头”…...

算法岗面试经验分享-大模型篇

文章目录 A 基础语言模型A.1 TransformerA.2 Bert B 大语言模型结构B.1 GPTB.2 LLamaB.3 ChatGLMB.4 Qwen C 大语言模型微调C.1 Fine-tuningC.2 Adapter-tuningC.3 Prefix-tuningC.4 P-tuningC.5 LoRA A 基础语言模型 A.1 Transformer &#xff08;1&#xff09;资源 论文&a…...

【前端异常】JavaScript错误处理:分析 Uncaught (in promise) error

在前端开发中&#xff0c;JavaScript 异常是不可避免的。随着现代前端应用越来越多地使用异步操作&#xff08;如 Promise、async/await 等&#xff09;&#xff0c;开发者常常会遇到 Uncaught (in promise) error 错误。这个错误是由于未正确处理 Promise 的拒绝&#xff08;r…...