线程是进程中执行运算的最小单位,是进程中的一个实体,是被系统独立调度和分派的基本单位,线程自己不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源,但它可与同属一个进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源。一个线程可以创建和撤消另一个线程,同一进程中的多个线程之间可以并发执行。
优势:
状态:运行、阻塞、挂起阻塞、就绪、挂起就绪
状态之间的转换:
进程和线程的关系:
进程与线程的区别:
当有多个线程的时候,经常需要去同步这些线程以访问同一个数据或资源。例如,假设有一个程序,其中一个线程用于把文件读到内存,而另一个线程用于统计文件中的字符数。当然,在把整个文件调入内存之前,统计它的计数是没有意义的。但是,由于每个操作都有自己的线程,操作系统会把两个线程当作是互不相干的任务分别执行,这样就可能在没有把整个文件装入内存时统计字数。为解决此问题,你必须使两个线程同步工作。
同步,是指散步在不同进程之间的若干程序片断,它们的运行必须严格按照规定的某种先后次序来运行,这种先后次序依赖于要完成的特定的任务。如果用对资源的访问来定义的话,同步是指在互斥的基础上(大多数情况),通过其它机制实现访问者对资源的有序访问。在大多数情况下,同步已经实现了互斥,特别是所有写入资源的情况必定是互斥的。少数情况是指可以允许多个访问者同时访问资源。
互斥,是指散布在不同进程之间的若干程序片断,当某个进程运行其中一个程序片段时,其它进程就不能运行它们之中的任一程序片段,只能等到该进程运行完这个程序片段后才可以运行。如果用对资源的访问来定义的话,互斥某一资源同时只允许一个访问者对其进行访问,具有唯一性和排它性。但互斥无法限制访问者对资源的访问顺序,即访问是无序的。
进程是资源分配的基本单位;线程是系统调度的基本单位。
平时我们写的程序都是作为线程运行的;进程可以看做是包括一系列线程和资源的统称;一个进程至少包括一个线程(主线程,进入main函数时产生的);在其中可以创建其它线程,也可以不创建。
共享资源
a. 堆 由于堆是在进程空间中开辟出来的,所以它是理所当然地被共享的;因此new出来的都是共享的(16位平台上分全局堆和局部堆,局部堆是独享的)
b. 全局变量 它是与具体某一函数无关的,所以也与特定线程无关;因此也是共享的
c. 静态变量 虽然对于局部变量来说,它在代码中是“放”在某一函数中的,但是其存放位置和全局变量一样,存于堆中开辟的.bss和.data段,是共享的
d. 文件等公用资源 这个是共享的,使用这些公共资源的线程必须同步。Win32 提供了几种同步资源的方式,包括信号、临界区、事件和互斥体。
独享资源
a. 栈 栈是独享的
b. 寄存器 这个可能会误解,因为电脑的寄存器是物理的,每个线程去取值难道不一样吗?其实线程里存放的是副本,包括程序计数器PC
(1)同步
进程同步就是在发出一个功能调用时,在没有得到结果之前,该调用就不返回。也就是必须一件一件事做,等前一件做完了才能做下一件事.就像早上起床后,先洗涮,然后才能吃饭,不能在洗涮没有完成时,就开始吃饭.按照这个定义,其实绝大多数函数都是同步调用(例如sin,isdigit等)。但是一般而言,我们在说同步、异步的时候,特指那些需要其他部件协作或者需要一定时间完成的任务。
最常见的例子就是sendmessage。该函数发送一个消息给某个窗口,在对方处理完消息之前,这个函数不返回。当对方处理完毕以后,该函数才把消息处理函数所返回的lresult值返回给调用者。
(2)异步
异步的概念和同步相对。当一个异步过程调用发出后,调用者不能立刻得到结果。实际处理这个调用的部件在完成后,通过状态、通知和回调来通知调用者。
以casycsocket类为例(注意,csocket从casyncsocket派生,但是其功能已经由异步转化为同步),当一个客户端通过调用connect函数发出一个连接请求后,调用者线程立刻可以朝下运行。当连接真正建立起来以后,socket底层会发送一个消息通知该对象。
这里提到执行部件和调用者通过三种途径返回结果:状态、通知和回调。可以使用哪一种依赖于执行部件的实现,除非执行部件提供多种选择,否则不受调用者控制。如果执行部件用状态来通知,那么调用者就需要每隔一定时间检查一次,效率就很低(有些初学多线程编程的人,总喜欢用一个循环去检查某个变量的值,这其实是一种很严重的错误)。如果是使用通知的方式,效率则很高,因为执行部件几乎不需要做额外的操作。至于回调函数,其实和通知没太多区别。
(1)一个全局变量tally,两个线程并发执行(代码段都是ThreadProc),问两个线程都结束后,tally取值范围。
inttally = 0;//glable
voidThreadProc()
{
for(inti = 1;i <= 50;i++)
tally += 1;
}
答:[50,100]
(2)生产者消费者问题
问题描述:有一个生产者在生产产品,这些产品将提供给若干个消费者去消费,为了使生产者和消费者能并发执行,在两者之间设置一个具有多个缓冲区的缓冲池,生产者将它生产的产品放入一个缓冲区中,消费者可以从缓冲区中取走产品进行消费,显然生产者和消费者之间必须保持同步,即不允许消费者到一个空的缓冲区中取产品,也不允许生产者向一个已经放入产品的缓冲区中再次投放产品。
首先来简化问题,先假设生产者和消费者都只有一个,且缓冲区也只有一个。这样情况就简便多了。
第一.从缓冲区取出产品和向缓冲区投放产品必须是互斥进行的。可以用关键段和互斥量来完成。
第二.生产者要等待缓冲区为空,这样才可以投放产品,消费者要等待缓冲区不为空,这样才可以取出产品进行消费。并且由于有二个等待过程,所以要用二个事件或信号量来控制。
代码引自 moreWindows,也正是最下面这个博客的作者。
//1生产者 1消费者 1缓冲区
//使用二个事件,一个表示缓冲区空,一个表示缓冲区满。
//再使用一个关键段来控制缓冲区的访问
#include
#include
#include
//设置控制台输出颜色
BOOL SetConsoleColor(WORD wAttributes)
{
HANDLE hConsole = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
if (hConsole == INVALID_HANDLE_VALUE)
return FALSE;
return SetConsoleTextAttribute(hConsole, wAttributes);
}
const int END_PRODUCE_NUMBER = 10; //生产产品个数
int g_Buffer; //缓冲区
//事件与关键段
CRITICAL_SECTION g_cs;
HANDLE g_hEventBufferEmpty, g_hEventBufferFull;
//生产者线程函数
unsigned int __stdcall ProducerThreadFun(PVOID pM)
{
for (int i = 1; i <= END_PRODUCE_NUMBER; i++)
{
//等待缓冲区为空
WaitForSingleObject(g_hEventBufferEmpty, INFINITE);
//互斥的访问缓冲区
EnterCriticalSection(&g_cs);
g_Buffer = i;
printf("生产者将数据%d放入缓冲区\n", i);
LeaveCriticalSection(&g_cs);
//通知缓冲区有新数据了
SetEvent(g_hEventBufferFull);
}
return 0;
}
//消费者线程函数
unsigned int __stdcall ConsumerThreadFun(PVOID pM)
{
volatile bool flag = true;
while (flag)
{
//等待缓冲区中有数据
WaitForSingleObject(g_hEventBufferFull, INFINITE);
//互斥的访问缓冲区
EnterCriticalSection(&g_cs);
SetConsoleColor(FOREGROUND_GREEN);
printf(" 消费者从缓冲区中取数据%d\n", g_Buffer);
SetConsoleColor(FOREGROUND_RED | FOREGROUND_GREEN | FOREGROUND_BLUE);
if (g_Buffer == END_PRODUCE_NUMBER)
flag = false;
LeaveCriticalSection(&g_cs);
//通知缓冲区已为空
SetEvent(g_hEventBufferEmpty);
Sleep(10); //some other work should to do
}
return 0;
}
int main()
{
printf(" 生产者消费者问题 1生产者 1消费者 1缓冲区\n");
printf(" -- by MoreWindows( http://blog.csdn.net/MoreWindows ) --\n\n");
InitializeCriticalSection(&g_cs);
//创建二个自动复位事件,一个表示缓冲区是否为空,另一个表示缓冲区是否已经处理
g_hEventBufferEmpty = CreateEvent(NULL, FALSE, TRUE, NULL);
g_hEventBufferFull = CreateEvent(NULL, FALSE, FALSE, NULL);
const int THREADNUM = 2;
HANDLE hThread[THREADNUM];
hThread[0] = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, ProducerThreadFun, NULL, 0, NULL);
hThread[1] = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, ConsumerThreadFun, NULL, 0, NULL);
WaitForMultipleObjects(THREADNUM, hThread, TRUE, INFINITE);
CloseHandle(hThread[0]);
CloseHandle(hThread[1]);
//销毁事件和关键段
CloseHandle(g_hEventBufferEmpty);
CloseHandle(g_hEventBufferFull);
DeleteCriticalSection(&g_cs);
return 0;
}
运行结果:
更多多线程内容
http://blog.csdn.net/morewindows/article/details/7392749