多线程
来源：互联网 发布：c 开发 gprs源码 编辑：程序博客网 时间：2024/06/14 14:54
多线程
简介
提起线程，首先了解的应该是进程，下面对进程和线程进行简要介绍。
进程：包含程序指令和相关资源的集合。每个进程和其他进程一起参与调度，竞争CPU，内存等系统资源。每次进程切换，都存在进程资源的保存和恢复动作，称为上下文切换。进程引入解决了多用户支持问题。但进程也存在问题，如进程频繁切换引起的额外开销可能会严重影响系统性能。对进程来说，系统资源是独占的，每次切换，这些独立资源都需要切换。
多线程：分配给同一个进程的资源，用多个任务方法。同一个进程的内部的多个线程，共享同一个进程的所有资源。线程可以实现同一个应用程序的并发，免去进程频繁切换的开销，且并发任务间通信更简单。
多线程应用：网络应用和嵌入式应用。它们要达到的要求是并发、实时。
线程状态
就绪态：参与调度，等待被执行。一旦被调度选中，立即开始执行；
运行态：占用CPU，正在运行中；
休眠态：暂不参与调度，等待特定时间发生；
终止态：已经运行完毕，等待回收线程资源。
线程环境
线程存在于进程中，进程内的所有全局资源对于内部每个线程均是可见的。
进程内典型全局资源包括：代码区（进程空间内可见的函数代码，对于每个线程来说是可见的）；静态存储区（全局变量和静态变量）；本地栈空间（存放本地线程的函数调用栈，函数内部的局部变量等）；部分寄存器变量。
一个进程发起之后，首先会生成一个缺省的线程，称为主线程。主线程通过main函数进入线程，由主线程衍生的线程称为从线程，从线程也可以有自己的入口函数。此函数由用户指定，传入的为函数指针，可以包括入口函数的参数。
线程共性包括创建并启动线程；停止线程；睡眠、等待、分离等；
多线程目的：最大限度地利用CPU资源，但某一线程的处理不需要占用CPU而只和I/O、OEMBIOS等资源打交道时，让需要占用CPU资源的其它线程有机会获得CPU资源。
线程与进程区别
1）地址空间和其它资源：进程间相互独立，同一进程的各线程间共享。某进程内的线程在其它进程不可见；
2）通信：金慈宁宫间通信IPC，线程间通信可以直接读写进程数据段（如全局变量）来进行通信——需要进程同步和互斥手段的辅助，以保证数据的一致性；
3）调度和切换：线程上下文切换比进程上下文切换要快得多；
4）在多线程OS中，进程不是一个可执行的实体。
5）进程是资源分配的基本单位，而线程时独立运行和调度的基本单位。
6）创建线程的花费比创建进程的花费少，同时线程之间的切换开销一般小于进行之间的切换。
7）由于同一个进程内的线程共享内存和文件，故线程之间互相通信不必调用内核。
8）线程的独立执行，能够充分利用和发挥处理机与外围设备并行工作的能力。
多线程实现方法（Java中）
多线程：1）继承Thread类，2）实现Runnable接口
线程同步：1）用synchronized修饰需要同步的方法；2）用synchronized块包围需要同步的语句；3）使用java.util.concurrent包中的各种同步锁。
多线程同步和互斥实现方法
1）临界区（Critical Section)：某一时刻只能有一个线程访问数据。如果有多个线程试图同时访问临界区，则只能有一个线程进入，其他想访问临界区的线程将被挂起，并一直持续到进入临界区的线程离开。它只能用来同步本进程内的线程，不能用来同步多个进程中的线程。
2）事件（Event）：它通过通知操作的方式来保持线程的同步。它可以实现不同进程中的线程同步操作。
3）互斥量（Mutex）：只有拥有互斥对象的线程才具有访问资源的权限，由于互斥对象只有一个，故任何情况下，次共享资源都不会同时被多个线程所访问。当前占据资源的线程在任务处理完后，应将拥有的互斥对象交出，以便其他线程在获得后得以访问资源。互斥量不仅可以在同一应用进程不同线程中实现资源的安全共享，而且可以在不同应用程序的线程之间实现对资源的安全共享。
4）信号量（Semaphroes）：它与前几种方法不同，信号允许多个线程同时使用共享资源，与操作系统中的PV操作相同。它指出了同时访问共享资源的线程最大数目。允许多个线程在同一时刻访问同一资源，但需要限制在同一时刻访问此资源的最大线程数目。
多线程同步和互斥
线程同步：指线程之间所具有的一种制约关系，一个线程的执行依赖于另一个线程的消息，当它没有得到另一个线程的消息时应等待，直到消息到达时才被唤醒。
线程互斥：指对于共享的进程系统资源，在各个单线程访问时的排它性。当有若干个线程都要使用某一共享资源时，任何时刻最多只允许一个线程去使用，其他要使用该资源的线程必须等待，直到占用资源者释放该资源。线程互斥可以看做是一种特殊的线程同步。
