多线程的那点儿事(基础篇)

发表于:2011-12-08 09:51

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 作者:feixiaoxing    来源:51Testing软件测试网采编

  多线程编程是现代软件技术中很重要的一个环节。要弄懂多线程,这就要牵涉到多进程?当然,要了解到多进程,就要涉及到操作系统。不过大家也不要紧张,听我慢慢道来。这其中的环节其实并不复杂。

  (1)单CPU下的多线程

  在没有出现多核CPU之前,我们的计算资源是唯一的。如果系统中有多个任务要处理的话,那么就需要按照某种规则依次调度这些任务进行处理。什么规则呢?可以是一些简单的调度方法,比如说

  1)按照优先级调度

  2)按照FIFO调度

  3)按照时间片调度等等

  当然,除了CPU资源之外,系统中还有一些其他的资源需要共享,比如说内存、文件、端口、socket等。既然前面说到系统中的资源是有限的,那么获取这些资源的最小单元体是什么呢,其实就是进程。

  举个例子来说,在linux上面每一个享有资源的个体称为task_struct,实际上和我们说的进程是一样的。我们可以看看task_struct(linux 0.11代码)都包括哪些内容

  • struct task_struct {  
  • /* these are hardcoded - don't touch */  
  •     long state; /* -1 unrunnable, 0 runnable, >0 stopped */  
  •     long counter;  
  •     long priority;  
  •     long signal;  
  •     struct sigaction sigaction[32];  
  •     long blocked;   /* bitmap of masked signals */  
  • /* various fields */  
  •     int exit_code;  
  •     unsigned long start_code,end_code,end_data,brk,start_stack;  
  •     long pid,father,pgrp,session,leader;  
  •     unsigned short uid,euid,suid;  
  •     unsigned short gid,egid,sgid;  
  •     long alarm;  
  •     long utime,stime,cutime,cstime,start_time;  
  •     unsigned short used_math;  
  • /* file system info */  
  •     int tty;        /* -1 if no tty, so it must be signed */  
  •     unsigned short umask;  
  •     struct m_inode * pwd;  
  •     struct m_inode * root;  
  •     struct m_inode * executable;  
  •     unsigned long close_on_exec;  
  •     struct file * filp[NR_OPEN];  
  • /* ldt for this task 0 - zero 1 - cs 2 - ds&ss */  
  •     struct desc_struct ldt[3];  
  • /* tss for this task */  
  •     struct tss_struct tss;  
  • };
  •   每一个task都有自己的pid,在系统中资源的分配都是按照pid进行处理的。这也就说明,进程确实是资源分配的主体。

      这时候,可能有朋友会问了,既然task_struct是资源分配的主体,那为什么又出来thread?为什么系统调度的时候是按照thread调度,而不是按照进程调度呢?原因其实很简单,进程之间的数据沟通非常麻烦,因为我们之所以把这些进程分开,不正是希望它们之间不要相互影响嘛。

      假设是两个进程之间数据传输,那么需要如果需要对共享数据进行访问需要哪些步骤呢

      1)创建共享内存

      2)访问共享内存->系统调用->读取数据

      3)写入共享内存->系统调用->写入数据

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