电商专业学习嵌入式软件开发第四十八天

• 系统编程第四天

今天讲的都是线程相关内容,而且这些内容不能放在进程中使用。个人感觉最大难点还是代码的实际应用,其他的通过老师的代码还是可以看明白,最后一个线程锁老师直接放在链表里面讲了,而且还声明这块内容以后肯定要用到的,要会用，不知道是不是例子涉及到链表了,感觉线程锁还是没搞懂。
最近有同学给老师提意见了,现在上课也能跟着老师敲代码了,最起码感觉效果比之前好多了,不用一直都是一脸懵逼的状态了。
今天老师留的作业也涉及到前面的内容,但是看了一下题目要求感觉还是那么难。

线程(thread)

1. 隶属于进程（不可以独立存在）
   一个进程中可以包含多个线程
   如果一个进程创建了n个线程，则这个进程中包含了n+1（主线程）个线程
   a. 仅有主线程的单进程
   b. 多进程（每个进程也仅有一个主线程）
   c. 包含多个线程的单进程
   d. 包含多线程的多个进程
2. 线程仅有自己独立的栈区（数据区、代码区、堆区整个进程中的所有线程共享）
3. 所有线程相关函数都以pthread_XXXX开头
   所有调用线程函数的程序编译时需加-lpthread
4. pthread_create

    int pthread_create(
                        pthread_t *thread, 
                        const pthread_attr_t *attr,
                        void *(*start_routine) (void *), 
                        void *arg);
    ```
5. pthread_join
    ```int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);```
    该函数用于对可联结线程做善后处理，主要过程如下：
    1) 等待指定线程终止
    2) 获取指定线程终止后返回的信息
    3) 释放已终止线程占用的资源
    
6. pthread_exit:让调用线程从调用该函数处中途退出（不推荐使用，了解）

void pthread_cleanup_push(void (*rtn) (void *), void * arg);
void pthread_cleanup_pop(int execute);
void pthread_exit(void *retval);    
```

7. pthread_cancel:向指定线程发送一个取消请求（不常用，了解）

    int pthread_cancel(pthread_t thread);
    ```
8. 线程按是否响应取消请求分为两种：（不常用，了解）
    1) 响应取消请求的线程（默认）
    2) 不响应取消请求的线程

int pthread_setcancelstate(int state, int *oldstate);
state取值：
PTHREAD_CANCEL_ENABLE
PTHREAD_CANCEL_DISABLE
该函数只能让一个线程自己决定是否响应取消请求
```

9. 线程按是否可联结分为两种：
   1. 可联结线程（默认）
   2. 分离的线程
      创建线程时让线程为分离的函数：

    int pthread_attr_init(pthread_attr_t  * pAttr);
    int pthread_attr_destroy(pthread_attr_t  * pAttr);
    int pthread_attr_getdetachstate(const pthread_attr_t *pAttr, int*detachstate);
    int pthread_attr_setdetachstate(pthread_attr_t *pAttr, int detachstate);
    detachstate的取值：
    PTHREAD_CREATE_DETACHED
    PTHREAD_CREATE_JOINABLE
 
    /*将已创建成功的线程置为分离的，过程不可逆（不推荐使用，了解）*/
    int pthread_detach(pthread_t thread);
      ```
    
10. 共享资源：并行执行的任务都可以使用资源
    并行执行的任务同时使用共享资源，会出现冲突或数据混乱的现象称为：竞态”
    为了解决“竞态”现象，需要使用一种机制解决冲突，这样的机制被称为：同步机制
    同步机制两大核心操作：
    1)P（-）操作：如果能够获得想要的资源立即返回，如果不能够获得想要的资源则排队等待
    2)V（+）操作：使用完共享资源的任务要立即调用该操作，一方面将资源置空闲，另一方面通知等待使用资源的其它任务
    
    什么是信号量：一种典型的同步机制。它不但提供了监控可用共享资源数量的计数牌，还提供一套供没法获得共享资源的任务排队用的机制
    ```
    代码模板：
    a. 多个任务如何避免同时使用共享资源：
    P操作;
    ...........//临界区:即使用共享资源的一段代码
    V操作

    b. A任务完成一件事后通知B任务可以开始做另一件事了
        A任务操作完共享资源后调V操作，B任务则在使用共享资源前调P操作
    ```
    
11. 针对多线程，Linux系统提供了如下几种机制：

a. 线程信号量：多个共享资源的控制问题
头文件：#include 
类型：sem_t
初始化：int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);
清理：int sem_destroy(sem_t *sem);
P操作： int sem_wait(sem_t *sem);
V操作： int sem_post(sem_t *sem);

b. 线程互斥锁：单个共享资源的控制问题
头文件：#include 
类型：pthread_mutex_t
          PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER 初始化
初始化：int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t * mutex, NULL);
清理：int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t * mutex);
阻塞P操作： int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t * mutex);
V操作： int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t * mutex);

c. 线程读写锁：读者-写者
头文件：#include 
类型：pthread_rwlock_t
初始化：int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t * rwlock, NULL);
清理：int pthread_rwlock_destroy(pthread_ rwlock _t * rwlock);
阻塞读锁P操作： int pthread_rwlock_rdlock(pthread_ rwlock _t * rwlock);
阻塞写锁P操作： int pthread_rwlock_wrlock(pthread_ rwlock _t * rwlock);
V操作： int pthread_rwlock_unlock(pthread_ rwlock _t * rwlock);

d. 线程条件变量：解决同步问题(现阶段不要求掌握)
```

12. 作业：
    主线程负责修改包含有10个整型数组元素的值（建议用随机数给元素赋值）（可以每隔几秒修改一次））
    创建一个新的线程负责，主线程一旦修改好数组内容，就对该数组排序后输出