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多线程linux命令 linux多线程程序设计
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Linux C++多线程同步的四种方式
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1.同一个线程内部，指令按照先后顺序执行；但不同线程之间的指令很难说清楚是哪一个先执行，在并发情况下，指令执行的先后顺序由内核决定。
如果运行的结果依赖于不同线程执行的先后的话，那么就会形成竞争条件，在这样的情况下，计算的结果很难预知，所以应该尽量避免竞争条件的形成。
2.最常见的解决竞争条件的方法是：将原先分离的两个指令构成一个不可分割的原子操作，而其他任务不能插入到原子操作中！
3.对多线程来说，同步指的是在一定时间内只允许某一个线程访问某个资源，而在此时间内，不允许其他线程访问该资源!
互斥锁
条件变量
读写锁
信号量
一种特殊的全局变量，拥有lock和unlock两种状态。
unlock的互斥锁可以由某个线程获得，一旦获得，这个互斥锁会锁上变成lock状态，此后只有该线程由权力打开该锁，其他线程想要获得互斥锁，必须得到互斥锁再次被打开之后。
1.互斥锁的初始化, 分为静态初始化和动态初始化.
2.互斥锁的相关属性及分类
(1) attr表示互斥锁的属性;
(2) pshared表示互斥锁的共享属性，由两种取值：
1）PTHREAD_PROCESS_PRIVATE：锁只能用于一个进程内部的两个线程进行互斥（默认情况）
2）PTHREAD_PROCESS_SHARED：锁可用于两个不同进程中的线程进行互斥，使用时还需要在进程共享内存中分配互斥锁，然后为该互斥锁指定属性就可以了。
互斥锁存在缺点：
（1）某个线程正在等待共享数据内某个条件出现。
（2）重复对数据对象加锁和解锁（轮询），但是这样轮询非常耗费时间和资源，而且效率非常低，所以互斥锁不太适合这种情况。
当线程在等待满足某些条件时，使线程进入睡眠状态；一旦条件满足，就换线因等待满足特定条件而睡眠的线程。
程序的效率无疑会大大提高。
1）创建
静态方式：pthread_cond_t cond PTHREAD_COND_INITIALIZER
动态方式：int pthread_cond_init(cond,NULL)
Linux thread 实现的条件变量不支持属性，所以NULL(cond_attr参数）
2）注销
int pthread_cond_destory(cond)
只有没有线程在该条件变量上，该条件变量才能注销，否则返回EBUSY
因为Linux实现的条件变量没有分配什么资源，所以注销动作只包括检查是否有等待线程!(请参考条件变量的底层实现）
3）等待
条件等待：int pthread_cond_wait(cond,mutex)
计时等待：int pthread_cond_timewait(cond,mutex,time)
1.其中计时等待如果在给定时刻前条件没有被满足，则返回ETIMEOUT，结束等待
2.无论那种等待方式，都必须有一个互斥锁配合，以防止多个线程同时请求pthread_cond_wait形成竞争条件！
3.在调用pthread_cond_wait前必须由本线程加锁
4）激发
激发一个等待线程：pthread_cond_signal(cond)
激发所有等待线程：pthread_cond_broadcast(cond)
重要的是，pthread_cond_signal不会存在惊群效应，也就是是它最多给一个等待线程发信号，不会给所有线程发信号唤醒，然后要求他们自己去争抢资源！
pthread_cond_broadcast() 唤醒所有正在pthread_cond_wait()的同一个条件变量的线程。注意：如果等待的多个现场不使用同一个锁，被唤醒的多个线程执行是并发的。
pthread_cond_broadcast pthread_cond_signal
1.读写锁比互斥锁更加具有适用性和并行性
2.读写锁最适用于对数据结构的读操作读操作次数多余写操作次数的场合！
3.锁处于读模式时可以线程共享，而锁处于写模式时只能独占，所以读写锁又叫做共享-独占锁。
4.读写锁有两种策略：强读同步和强写同步
强读同步：
总是给读者更高的优先权，只要写者没有进行写操作，读者就可以获得访问权限
强写同步：
总是给写者更高的优先权，读者只能等到所有正在等待或者执行的写者完成后才能进行读
1）初始化的销毁读写锁
静态初始化：pthread_rwlock_t rwlock=PTHREAD_RWLOCK_INITIALIZER
动态初始化：int pthread_rwlock_init(rwlock，NULL)，NULL代表读写锁采用默认属性
销毁读写锁：int pthread_rwlock_destory(rwlock)
在释放某个读写锁的资源之前，需要先通过pthread_rwlock_destory函数对读写锁进行清理。释放由pthread_rwlock_init函数分配的资源
如果你想要读写锁使用非默认属性，则attr不能为NULL，得给attr赋值
int pthread_rwlockattr_init(attr),给attr初始化
int pthread_rwlockattr_destory(attr)，销毁attr
2）以写的方式获取锁，以读的方式获取锁，释放读写锁
int pthread_rwlock_rdlock(rwlock),以读的方式获取锁
int pthread_rwlock_wrlock(rwlock)，以写的方式获取锁
int pthread_rwlock_unlock(rwlock),释放锁
上面两个获取锁的方式都是阻塞的函数，也就是说获取不到锁的话，调用线程不是立即返回，而是阻塞执行，在需要进行写操作的时候，这种阻塞式获取锁的方式是非常不好的，你想一下，我需要进行写操作，不但没有获取到锁，我还一直在这里等待，大大拖累效率
所以我们应该采用非阻塞的方式获取锁：
int pthread_rwlock_tryrdlock(rwlock)
int pthread_rwlock_trywrlock(rwlock)
互斥锁只允许一个线程进入临界区，而信号量允许多个线程进入临界区。
1）信号量初始化
int sem_init(sem,pshared, v)
pshared为0，表示这个信号量是当前进程的局部信号量。
pshared为1，表示这个信号量可以在多个进程之间共享。
v为信号量的初始值。
返回值：
成功：0，失败：-1
2）信号量值的加减
int sem_wait(sem):以原子操作的方式将信号量的值减去1
int sem_post(sem):以原子操作的方式将信号量的值加上1
3）对信号量进行清理
int sem_destory(sem)
相关问答
Q1: 利用linux命令如何查进程中有多少线程
1。 使用top命令多线程linux命令，具体用法是 top -H
加上这个选项多线程linux命令，top的每一行就不是显示一个进程，而是一个线程。
2。 使用ps命令，具体用法是 ps -xH
这样可以查看所有存在的线程，也可以使用grep作进一步的过滤。
3。 使用ps命令，具体用法是 ps -mq PID
这样可以看到指定的进程产生的线程数目。
更进一步，其实一些系统监控工具，在本质上也是读取的系统产生的文件罢了。比如说进程这个事情，
看看这个目录吧，/proc/5000/ 这里面有你所有想要的。其实stat代表着当前的一些信息。
使用ps命令来查看进程的时候，进程状态分别对应的含义如下：
D 不可中断睡眠 (通常是在IO操作) 收到信号不唤醒和不可运行, 进程必须等待直到有中断发生
R 正在运行或可运行（在运行队列排队中）
S 可中断睡眠 (休眠中, 受阻, 在等待某个条件的形成或接受到信号)
T 已停止的 进程收到SIGSTOP, SIGSTP, SIGTIN, SIGTOU信号后停止运行
W 正在换页(2.6.内核之前有效)
X 死进程 (未开启)
Z 僵尸进程 进程已终止, 但进程描述符存在, 直到父进程调用wait4()系统调用后释放BSD风格的
高优先级(not nice to other users)
N 低优先级(nice to other users)
L 页面锁定在内存（实时和定制的IO）
s 一个信息头
l 多线程（使用 CLONE_THREAD，像NPTL的pthreads的那样）
+ 在前台进程组
Q2: Linux多线程编程
编译时要用到pthread 库多线程linux命令：gcc -lpthread
错误码位置：/usr/include/asm-generic/errno.h
gcc pthread_create.c -lpthread
思考：主子线程交替打印奇数偶数。
思考：证明线程可以自己取消自己。
思考：证明SIGKILL和SIGSTOP 是无法阻塞多线程linux命令的。
/usr/include/bits/pthreadtypes.h中查看pthread_mutex_t
思考：用多线程将一个文件1.c拷贝3个副本多线程linux命令，11.c,12.c,13.c
思考：多个生产者和消费者
思考：将互斥量等初始化使用pthread_once实现。
思考：设置线程多线程linux命令的分离属性，然后在新县城中获取自己的分离属性。
Q3: 在Linux系统中使用Shell实现多线程运行任务（多任务并发执行） 2022-05-30
最近多线程linux命令，有一批任务需要把两批多线程linux命令的fastq合并到一起并压缩成一个fastq文件才能继续往下做，由于存储空间有限又不能直接全部跑上，只能按样本逐个分批跑。众所周知，一般fastq是成对存在多线程linux命令的，所需要对read1和read2分别合并一次，然而这次任务的fastq文件比较大，合并然后压缩一次需要1天左右，那对于一组fastq就要2-3天，这也太耗时间了，所以我在想能不能read1和read2 同时跑上，这就可以节省一半的时间了。
平时也能遇到很多类似的任务，特别是在进程数有限的情况下，如果这些小任务单独占用一个进程，而任务很多就很耗时间，如果能在一个进程下实现多个线程并行执行，就能大大提高运行效率。关于进程和线程的知识可以参考知乎的这篇文章【 Shell“ 多线程”，提高工作效率 】，整理的也比较有条理，能比较容易读懂。
当然，某些博主也写过类似的文章，例如这篇【 shell后台限制多并发控制后台任务强度进行文件拷贝 】但是实在是太高深莫测了，看不懂，一时半会儿也学不会。本文将示例Shell实现多线程的简单版本，其实不用太复杂。
其实只需要两个步骤， 第一步是给需要并行运行的命令行在结尾加上""，代表放到后台运行，第二步是在在所有并行任务的后面加上一句“wait”，意思是等所有通过“”放到后台运行的任务跑完后再继续执行后面的任务 ，这些就能实现所有带有“”的行并行执行了。
看完脚本是不是觉得很简单？
上面的脚本适合并行任务少的，可以手动加和wait，但是如果有几十个甚至上百个的小任务就比较麻烦了。但不用担心，可以写个循环，批量运行。
循环的结果也是跟上面类似的，只是多了个循环结构。
如果需要执行的任务只有一行，可以把大括号去掉。
关于for和while的循环可以查看之前的文章【 Shell常用循环示例（for和while批量处理）2022-05-25 】
需要注意的是多线程并行还是需要有限制的，毕竟都是在一个进程里运行，如果线程太多了会卡顿的，建议控制在100个以内，当然还有毕竟高级和复杂的方法可以实现限制。因为上面的脚本已经够我用了，没继续往下学，以后可以再补充。
多线程linux命令的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容，更多关于linux多线程程序设计、多线程linux命令的信息别忘了在本站进行查找喔。
