多线程及其同步
多线程实现的原理
多线程实现的原理多线程主要是为了提高计算机程序的执行效率，它可以使程序同时进行多个任务，而不像单线程一样需要等待当前的任务完成以后才能执行下一个任务。
多线程是一种并发编程技术，许多编程语言都支持多线程编程，例如Java、Python等。
多线程实现的基本原理是利用CPU的时间片轮转算法，CPU可以快速地在多个线程之间进行切换，从而实现多个线程同时执行的效果。
接下来，我们将分步骤阐述多线程实现的原理：1. 线程的创建：在程序开始运行时，创建一个主线程。
如果需要使用多线程，可以在主线程内创建多个子线程。
2. 线程的调度：每个线程都会被分配一个时间片，当某个线程的时间片用完时，操作系统会将该线程置于等待状态，同时将 CPU 分配给其他线程。
等待状态的线程会进入操作系统的等待队列等待下一次执行。
3. 线程的同步：多个线程之间要共享数据，就需要进行线程同步。
线程同步可以通过互斥锁、信号量、条件变量等方式进行实现。
4. 线程的销毁：线程的结束是由操作系统负责的。
当某个线程完成任务后，操作系统会将该线程从运行状态转变为终止状态，并清除该线程占用的系统资源。
5. 线程的优先级：每个线程都有一个优先级，优先级较高的线程会先被执行。
线程的优先级可以通过设置线程优先级的方式进行调整。
总结起来，多线程实现的原理就是利用操作系统的时间片轮转算法实现线程的调度。
多个线程之间共享数据需要进行线程同步，线程的创建和销毁由操作系统负责。
线程的优先级可以通过设置线程优先级的方式进行调整。
在实际的程序开发中，多线程可以提高程序的执行效率，但也需要注意线程安全的问题，避免发生数据竞争等问题。
因此，在使用多线程时需要仔细考虑线程的同步与锁的使用，以确保程序的正确性和稳定性。
线程同步的方法有哪些
线程同步的方法有哪些线程同步是多线程编程中非常重要的一个概念，它是指多个线程在访问共享资源时，为了避免出现数据不一致或者冲突的情况，需要对线程进行协调和同步。
在实际的开发中，我们常常会遇到需要进行线程同步的情况，因此了解线程同步的方法是非常重要的。
本文将介绍几种常见的线程同步方法，希望能够帮助大家更好地理解和应用线程同步。
1. 互斥锁。
互斥锁是最常见的线程同步方法之一。
它通过对共享资源加锁的方式，保证同一时间只有一个线程可以访问该资源，其他线程需要等待锁的释放才能访问。
互斥锁可以使用操作系统提供的原子操作指令来实现，也可以使用编程语言提供的锁机制来实现，如Java中的synchronized关键字。
2. 信号量。
信号量是另一种常见的线程同步方法。
它可以用来控制对共享资源的访问权限，通过对信号量的值进行操作来实现线程的同步。
当信号量的值大于0时，表示资源可用，线程可以访问；当信号量的值等于0时，表示资源不可用，线程需要等待。
信号量的实现可以使用操作系统提供的信号量机制，也可以使用编程语言提供的信号量类来实现。
3. 条件变量。
条件变量是一种线程同步的高级方法，它可以用来在多个线程之间传递信息和控制线程的执行顺序。
条件变量通常和互斥锁一起使用，当共享资源的状态发生变化时，可以通过条件变量来通知等待的线程。
条件变量的实现通常需要依赖于操作系统提供的条件变量机制或者编程语言提供的条件变量类。
4. 读写锁。
读写锁是一种特殊的互斥锁，它可以提高对共享资源的并发访问性能。
读写锁允许多个线程同时对共享资源进行读操作，但是在进行写操作时需要互斥访问。
通过读写锁，可以有效地提高对共享资源的并发性能，适用于读操作频繁、写操作较少的场景。
5. 原子操作。
原子操作是一种特殊的指令序列，它可以保证在多线程环境下对共享资源的操作是原子性的，不会被中断。
原子操作通常由硬件提供支持，可以保证在执行过程中不会被其他线程打断，从而保证对共享资源的操作是线程安全的。
C#中的多线程-同步基础
C#中的多线程-同步基础C#中的多线程 - 同步基础1同步概要在第 1 部分：基础知识中，我们描述了如何在线程上启动任务、配置线程以及双向传递数据。
同时也说明了局部变量对于线程来说是私有的，以及引⽤是如何在线程之间共享，允许其通过公共字段进⾏通信。
下⼀步是同步（synchronization）：为期望的结果协调线程的⾏为。
当多个线程访问同⼀个数据时，同步尤其重要，但是这是⼀件⾮常容易搞砸的事情。
同步构造可以分为以下四类：简单的阻塞⽅法这些⽅法会使当前线程等待另⼀个线程结束或是⾃⼰等待⼀段时间。
Sleep、Join与Task.Wait都是简单的阻塞⽅法。
锁构造锁构造能够限制每次可以执⾏某些动作或是执⾏某段代码的线程数量。
排它锁构造是最常见的，它每次只允许⼀个线程执⾏，从⽽可以使得参与竞争的线程在访问公共数据时不会彼此⼲扰。
标准的排它锁构造是lock（Monitor.Enter/Monitor.Exit）、Mutex与 SpinLock。
⾮排它锁构造是Semaphore、SemaphoreSlim以及读写锁。
信号构造信号构造可以使⼀个线程暂停，直到接收到另⼀个线程的通知，避免了低效的轮询。
有两种经常使⽤的信号设施：事件等待句柄（event wait handle ）和Monitor类的Wait / Pluse⽅法。
Framework 4.0 加⼊了CountdownEvent与Barrier类。
⾮阻塞同步构造⾮阻塞同步构造通过调⽤处理器指令来保护对公共字段的访问。
CLR 与 C# 提供了下列⾮阻塞构造：Thread.MemoryBarrier 、Thread.VolatileRead、Thread.VolatileWrite、volatile关键字以及Interlocked类。
阻塞这个概念对于前三类来说都⾮常重要，接下来我们简要的剖析下它。
1.1阻塞当线程的执⾏由于某些原因被暂停，⽐如调⽤Sleep等待⼀段时间，或者通过Join或EndInvoke⽅法等待其它线程结束时，则认为此线程被阻塞（blocked）。
多线程同步的实现方法
多线程同步的实现方法在多线程编程中，为了保证数据的正确性和程序的稳定性，需要使用同步机制来控制不同线程之间对共享资源的访问。
本文将介绍几种常见的多线程同步实现方法。
一、互斥锁互斥锁是最基本也是最常用的一种同步机制。
它通过对共享资源加锁来防止其他线程同时访问该资源，从而避免数据竞争和冲突问题。
当一个线程获得了该锁后，其他想要访问该资源的线程就必须等待其释放锁才能进行操作。
在C++11标准中提供了std::mutex类作为互斥量，在使用时可以调用lock()函数获取锁并执行相应操作，再调用unlock()函数释放锁。
需要注意的是，在使用时应尽可能缩小临界区范围以提高效率，并确保所有涉及到共享资源修改或读取操作都被包含在临界区内。
二、条件变量条件变量通常与互斥锁结合起来使用，用于协调不同线程之间对某个事件或状态变化进行响应和处理。
当某个条件满足时（如队列非空），唤醒等待该条件变量上阻塞着的一个或多个进入等待状态（wait）的进程，使其重新参与竞争获取所需资源。
C++11标准库中提供了std::condition_variable类作为条件变量，在使用前需要先创建一个std::unique_lock对象并传递给wait()函数以自动解除已有lock对象，并将当前进入等待状态直至被唤醒；notify_one() 和 notify_all() 函数则分别用于唤醒单个或全部处于等待状态下面向此条件变量发出请求者。
三、信号量信号量是一种更复杂但功能更强大的同步机制。
它通过计数器记录可用资源数量，并根据计数器值判断是否允许新建任务运行或者挂起正在运行任务以便其他任务可以获得所需资源。
其中P(Proberen)表示申请/获取信号灯, V(Verhogen)表示释放/归还信号灯.C++11标准库没有直接支持Semaphore,但我们可以利用mutex+condition_variable模拟实现Semaphore. 其核心思想就是：定义两个成员属性count_ 和 mutex_, count_ 表示当前可申请 Semaphore 的数量 , mutex_ 是 std::mutex 类型 , 定义两个成员方法 wait(), signal(). 四、原子操作原子操作指不能被打断、干扰或交错执行影响结果正确性的操作。
【Java_基础】并发、并行、同步、异步、多线程的区别
【Java_基础】并发、并⾏、同步、异步、多线程的区别1. 并发：位于同⼀个处理器上的多个已开启未完成的线程，在任意⼀时刻系统调度只能让⼀个线程获得CPU资源运⾏，虽然这种调度机制有多种形式(⼤多数是以时间⽚轮巡为主)。
但⽆论如何，都是通过不断切换需要运⾏的线程让其运⾏的⽅式就叫并发(concurrent)。
并发的线程之间有两种关系：同步、互斥。
2. 并⾏：在多CPU系统中，可以让两个以上的线程同时运⾏，这种可以同时让两个以上线程同时运⾏的⽅式叫做并⾏(parallel)。
来个⽐喻：并发和并⾏的区别就是⼀个⼈同时吃三个馒头和三个⼈同时吃三个馒头3. 同步：并发线程之间的⼀种相互依赖关系，进⼀步的说明就是前⼀个进程的输出作为后⼀个进程的输⼊，当第⼀个进程没有输出时第⼆个进程必须等待。
具有同步关系的⼀组并发进程相互发送的信息称为消息或事件。
并发进程之间的另⼀种关系就是临界资源互斥。
4. 异步：和同步相对，同步进程间是顺序执⾏相互依赖的，⽽异步进程间是彼此独⽴的。
在进程处理其它事情（如读取数据）期间，CPU不是空等它的完成，⽽是继续处理其它进程。
线程是实现异步的⼀个⽅式。
5. 多线程：多线程是进程中并发运⾏的⼀段代码，能够实现线程之间的切换执⾏，是实现异步的⼿段。
异步和多线程：不是同等关系，异步是⽬的，多线程只是实现异步的⼀个⼿段，实现异步可以采⽤多线程技术或者交给其他进程来处理。
异步操作的本质：所有的程序最终都会由计算机硬件来执⾏，所以为了更好的理解异步操作的本质，我们有必要了解⼀下它的硬件基础。
熟悉电脑硬件的朋友肯定对DMA这个词不陌⽣，硬盘、光驱的技术规格中都有明确DMA的模式指标，其实⽹卡、声卡、显卡也是有DMA功能的。
DMA就是直接内存访问的意思，也就是说，拥有DMA功能的硬件在和内存进⾏数据交换的时候可以不消耗CPU资源。
只要CPU在发起数据传输时发送⼀个指令给DMA，硬件就开始⾃⼰和内存交换数据，在传输完成之后硬件会触发⼀个中断来通知CPU数据传输完成。
多线程中线程的同步及其应用
／ 如果有活动的作者或读者，则将此作者加＾队列 ，
吼 １ １ ｇ ｝＿ ｒ ＋ ｔ ｎ＿ ｔ ＋ ． Ｒ ｌ 曲 ｔ ｕｔ ． ｅｅ 旺 ｅ
不不互相排斥 当一个线程想更新股票价格时，我们就必须 保证此 时没有线程读取或改写这个价格 。
Ｔｔ － ＝￣ຫໍສະໝຸດ 袁一 ：弃取共事数据的读写战程
为了 进一步说 明多个读者一个作者的问 ．表一列 出了 题 五个读 者和 两个 作者 的到达 时间 ． 假设每 个读 操作 耗 时 ４ ｍ ，每个写操作耗时 ５ ｍ 。图八演示了这个过程 。 ０ｓ ０ｓ
Ｒ ｌｓ ｓｅｓ ｈｃ （ｌｃｅ Ｗ ｉｅ ｓ ．呲 ｅ ｅ ｓ ｍｐ ￣ ｅｂ ｏｋｄ ｒ ｔ￣ ，１ Ｓ １
Ｒ ｌｅ ｅ ｕｅ （ｕ ｅ）． ｅｅ ｓ￣ ｔ ｉｍｔ ｚ
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， 没有活动的读者或作者，开始写摊怍 ，
ａ ｔ ｖ ￣ ｉ ｅ ｓ ＝ １ ｃ ｉｄ ｒｔ ｒ ：
Ｒ ｌ ｄ ｎｅ ｔ ． ｅｅ ＾ ｘ ｅ
ｅｓ－ ｌｅ
须等下一个读操作阶段到来 。Ｒ Ｒ 执行完之后，ｗ 开始 ３和 ４ ２
执 行 ，最 后 Ｒ５执 行 。 下面我们采用互斥锁和信号量实现 这个过程 。在读数据 之前， 每个允许执行的读者线程调用函数 ｓａｔｒ ａｉｇ ， ｔｒ ｅｄｎ 完 成之后调用 ｓｏ ｅ ｄｎ ｔｐ ｒａ ｉｇ，此时就可以执行作者线程 。同样， 作者线程调用 ｓａｔｗ ｉ ｉｇ和 ｓｏ ｒ ｔｎ 来表明线程 的 ｔ ｒ ｒ ｔｎ ｔｐｗ ｉｉｇ 开始和结束。下面的程序实现 了这个过程 ：
多线程同步的几种方法
多线程同步的几种方法
多线程同步的几种方法主要包括临界区、互斥量、信号量、事件和读写锁等。
这些方法可以有效地控制多个线程对共享资源的访问，避免出现数据不一致和线程冲突的问题。
1．临界区：通过临界区实现多个线程对某一公共资源或一段代码的串行访问，可以保证某一时刻只有一个线程访问某一资源，速度快，适合控制数据的访问。
2．互斥量：互斥量是最简单的同步机制，即互斥锁。
多个进程（线程）均可以访问到一个互斥量，通过对互斥量加锁，从而来保护一个临界区，防止其它进程（线程）同时进入临界区，保护临界资源互斥访问。
3．信号量：信号量可以控制有限用户对同一资源的的访问而设计。
4．事件：通过通知线程的有一些事件已经发生，从而可以启动后续的任务执行。
5．读写锁：读写锁适合于使用在读操作多、写操作少的情况，比如数据库。
读写锁读锁可以同时加很多，但是写锁是互斥的。
当有进程或者线程要写时，必须等待所有的读进程或者线程都释放自己的读锁方可以写。
数据库很多时候可能只是做一些查询。
以上信息仅供参考，如有需要，建议咨询专业编程技术
人员。
多线程之线程同步的方法（7种）
多线程之线程同步的⽅法（7种）同步的⽅法：⼀、同步⽅法 即有synchronized关键字修饰的⽅法。
由于java的每个对象都有⼀个内置锁，当⽤此关键字修饰⽅法时，内置锁会保护整个⽅法。
在调⽤该⽅法前，需要获得内置锁，否则就处于阻塞状态。
注： synchronized关键字也可以修饰静态⽅法，此时如果调⽤该静态⽅法，将会锁住整个类。
⼆、同步代码块 即有synchronized关键字修饰的语句块。
被该关键字修饰的语句块会⾃动被加上内置锁，从⽽实现同步代码如：synchronized(object){}注：同步是⼀种⾼开销的操作，因此应该尽量减少同步的内容。
通常没有必要同步整个⽅法，使⽤synchronized代码块同步关键代码即可。
package com.xhj.thread;/*** 线程同步的运⽤** @author XIEHEJUN**/public class SynchronizedThread {class Bank {private int account = 100;public int getAccount() {return account;}/*** ⽤同步⽅法实现** @param money*/public synchronized void save(int money) {account += money;}/*** ⽤同步代码块实现** @param money*/public void save1(int money) {synchronized (this) {account += money;}}}class NewThread implements Runnable {private Bank bank;public NewThread(Bank bank) {this.bank = bank;}@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 10; i++) {// bank.save1(10);bank.save(10);System.out.println(i + "账户余额为：" + bank.getAccount());}}}/*** 建⽴线程，调⽤内部类*/public void useThread() {Bank bank = new Bank();NewThread new_thread = new NewThread(bank);System.out.println("线程1");Thread thread1 = new Thread(new_thread);thread1.start();System.out.println("线程2");Thread thread2 = new Thread(new_thread);thread2.start();}public static void main(String[] args) {SynchronizedThread st = new SynchronizedThread();eThread();}}=====================================⽰例加讲解同步是多线程中的重要概念。
用回调函数实现多线程同步
用回调函数实现多线程同步使用回调函数实现多线程同步多线程编程是一种常见的并发编程模型，能够有效提高程序的性能和响应速度。
然而，在多线程环境下，线程之间的同步问题会变得非常复杂。
为了解决这个问题，回调函数被广泛应用于多线程同步中。
回调函数是一种特殊的函数指针，它允许将一个函数作为参数传递给另一个函数，并在特定事件发生时被调用。
在多线程环境中，我们可以使用回调函数来实现线程之间的同步。
1. 线程创建和回调函数概述在多线程编程中，我们通常会创建多个线程来执行不同的任务。
为了实现线程之间的同步，我们可以在创建线程时指定一个回调函数，用于在线程完成任务后通知主线程。
2. 线程同步的步骤使用回调函数实现多线程同步的步骤如下：步骤一：定义一个回调函数，用于在线程完成任务后执行特定的操作。
步骤二：创建线程，并将定义的回调函数作为参数传递给线程。
步骤三：线程执行完任务后调用回调函数，并将任务结果作为参数传递给回调函数。
步骤四：在回调函数中执行特定的操作，如更新共享变量、发送信号等。
通过这种方式，我们可以在多线程环境中实现线程的同步和协作。
3. 示例代码下面是一个使用回调函数实现多线程同步的示例代码：```pythonimport threading# 定义回调函数，用于在线程完成后通知主线程def callback_func(result):print("线程执行完毕，结果为：", result)# 定义线程函数，执行耗时操作def thread_func(callback):# 执行具体的任务result = 1 + 2# 调用回调函数，将任务结果传递给回调函数callback(result)# 创建线程，并指定回调函数thread = threading.Thread(target=thread_func, args=(callback_func,))# 启动线程thread.start()# 主线程继续执行其他任务print("主线程继续执行")```在上述代码中，我们首先定义了一个回调函数`callback_func`，用于在线程完成后通知主线程。
python多线程的高级用法,以及线程同步和互斥机制
python多线程的高级用法,以及线程同步和互斥机制Python 的多线程模块 `threading` 提供了一种方法来创建和管理线程。
下面是一些 Python 多线程的高级用法，以及线程同步和互斥机制的介绍。
高级用法1. 线程局部存储：使用 `()` 可以为每个线程提供独立的存储空间。
这对于在线程之间存储和检索数据非常有用。
```pythonimport threading创建一个线程局部存储对象thread_local = ()def worker():设置线程局部变量的值thread_ = "thread-{}".format(_thread().name)print(thread_)threads = []for i in range(5):t = (target=worker)(t)()```2. 线程池：使用 `` 可以更方便地管理线程池。
这个类提供了一个 `map()` 方法，可以并行地对可迭代对象中的每个元素执行函数。
```pythonfrom import ThreadPoolExecutordef square(n):return n nwith ThreadPoolExecutor(max_workers=5) as executor:results = (square, range(10))```3. 线程锁：使用 `` 可以实现线程之间的互斥。
当一个线程拥有锁时，其他线程必须等待锁被释放后才能继续执行。
```pythonlock = ()with lock:临界区，只有一个线程可以执行这部分代码pass```4. 信号量：使用 `` 可以实现线程之间的同步。
信号量是一个计数器，用于控制同时访问共享资源的线程数量。
```pythonfrom import Semaphoresem = Semaphore(3) 最多允许3个线程同时访问共享资源with sem:临界区，只有当信号量计数大于0时，线程才能执行这部分代码pass```5. 事件循环：使用 `asyncio` 模块可以实现异步 I/O 和协程的并发执行。
跟我学Linux编程-12-多线程编程-同步
多线程编程-同步在上一章节中，我们通过程序示例，见证了单线程世界中不可能发生的事件（一个数既是奇数又是偶数）在多线程环境中是怎样分分钟发生的，我通过细分程序执行步骤，分析了奇异事件发生的过程，并探明了其原因：一个线程在对全局变量gcnt进行两次判读的过程中，另一个线刚好改变了这个变量的值。
在多线程编程术语中，称这两个线程同时进入了临界区域。
所谓临界区域，是指多线程环境下两个及以上线程同时执行可能会导致冲突的一段代码。
在上一章节的示例中，这几行代码就是一个临界区域：gcnt++;if (gcnt % 2){if (!(gcnt % 2)) printf("[%d] : %d\n", id, gcnt);}冲突之所以会发生，是因为临界区域的代码，通常需要很多个CPU指令周期才能完成，其运行过程随时可能被打断(进行了线程调试)，CPU去运行另外的线程，如果这个线程刚好也进入了临界区域，则异常的程序状态极可能会发生。
如果当某个线程进入临界区域，在其退出区域之前，其他的线程无论如何也不能进入该区域，那么冲突就不会发生。
Linux提供了这种保证多线程进入临界区域互斥的机制，这正是本章节所要介绍的内容：线程锁。
我们今天的示例程序还是在上一章节的示例上改进而来的，我们的任务就是使用线程锁，保证“一个数既是奇数又是偶数”的奇异事件在多线程环境下也不发生，代码如下：#include <pthread.h>#include <stdio.h>#include <unistd.h>int gcnt = 0;pthread_mutex_t g_mutex;void *thread_task(void *arg){int id = (int)arg;while (1){pthread_mutex_lock(&g_mutex);gcnt++;if (gcnt % 2)if (!(gcnt % 2)) printf("[%d] : %d\n", id, gcnt);}pthread_mutex_unlock(&g_mutex);usleep(1);}return NULL;}int main(int argc, char *argv[]){pthread_t thr;pthread_mutex_init(&g_mutex, NULL);pthread_create(&thr, NULL, thread_task, (void *)1);pthread_create(&thr, NULL, thread_task, (void *)2);thread_task((void *)0);return 0;}今天的程序相对于上章的代码，改动非常小，只添加了四行，已使用红色加粗标注。
线程同步和互斥概念
线程同步和互斥概念在多线程编程中，线程同步和互斥是非常重要的概念。
线程同步指的是多个线程在执行过程中的协调和合作，以达到共同的目标。
而线程互斥则是指多个线程在访问共享资源时的互相排斥，以保证数据的一致性和正确性。
一、线程同步线程同步是指多个线程之间的协调和合作，以达到共同的目标。
在多线程编程中，线程同步可以通过各种机制来实现，例如锁、信号量、事件等。
1. 锁机制锁机制是最常见的线程同步机制之一。
锁机制可以保证在同一时间只有一个线程可以访问共享资源，其他线程需要等待锁的释放才能访问。
常见的锁有互斥锁、读写锁等。
例如，在一个多线程环境下，多个线程需要访问同一个全局变量，为了保证数据的一致性和正确性，可以使用互斥锁来实现线程同步。
2. 信号量机制信号量机制是另一种常见的线程同步机制。
信号量可以用来控制并发线程的数量，以达到线程同步的目的。
常见的信号量有二元信号量和计数信号量。
例如，在一个多线程环境下，多个线程需要访问同一个共享资源，为了保证数据的一致性和正确性，可以使用计数信号量来控制并发线程的数量。
3. 事件机制事件机制是一种高级的线程同步机制，可以用来实现线程之间的通信和协调。
事件机制通常包括事件对象、事件等待和事件通知等。
例如，在一个多线程环境下，多个线程需要协调完成一项任务，可以使用事件机制来实现线程同步。
二、线程互斥线程互斥是指多个线程在访问共享资源时的互相排斥，以保证数据的一致性和正确性。
在多线程编程中，线程互斥可以通过各种机制来实现，例如锁、信号量、事件等。
1. 锁机制锁机制可以用来实现线程互斥。
在同一时间只有一个线程可以获得锁，其他线程需要等待锁的释放才能访问共享资源。
例如，在一个多线程环境下，多个线程需要访问同一个全局变量，为了保证数据的一致性和正确性，可以使用互斥锁来实现线程互斥。
2. 信号量机制信号量机制也可以用来实现线程互斥。
通过设置信号量的初始值为1，可以保证只有一个线程可以访问共享资源。
多线程同步的实现方法
多线程同步的实现方法
多线程同步的实现方法有以下几种：
1. 互斥锁（Mutex）：使用互斥锁可以确保多个线程之间对共享资源的互斥访问。
只有一个线程可以获得互斥锁，其他线程需要等待该线程释放锁后才能访问共享资源。
2. 读写锁（ReadWriteLock）：读写锁允许多个线程同时读取共享资源，但只允许一个线程写入共享资源。
读写锁的读取操作是非阻塞的，而写入操作是独占的。
3. 条件变量（Condition）：条件变量可以使一个线程等待特定条件的发生，然后再继续执行。
条件变量通常与互斥锁一起使用，通过等待和通知机制来实现线程的同步。
4. 信号量（Semaphore）：信号量是一种计数器，用于控制同时访问某个资源的线程数量。
当计数器大于0时，线程可以访问资源；当计数器等于0时，线程需要等待其他线程释放资源后才能访问。
5. 屏障（Barrier）：屏障可以使多个线程在某个点上进行同步，只有当所有线程都达到屏障时才能继续执行。
6. volatile关键字：使用volatile关键字可以保证共享变量的可见性，即一个线
程对共享变量的修改对其他线程立即可见。
7. 阻塞队列（BlockingQueue）：阻塞队列可以实现线程之间的同步，线程可以通过阻塞队列来等待其他线程将数据放入或取出队列。
以上是常见的多线程同步实现方法，具体使用哪种方法取决于应用场景和需求。
多线程的核心参数
多线程的核心参数多线程是指在同一进程中运行多个线程，每个线程都可以执行不同的任务，以在单个程序中实现并发性。
多线程在现代计算机系统中得到广泛应用，它能够提高程序的响应速度和并发能力，使计算机的资源得到更加充分的利用。
在多线程编程中，必须了解一些核心参数，这些参数对于正确实现多线程应用程序是至关重要的。
下面是多线程的核心参数：1. 线程：线程是一个可以独立执行的单元，它包含了执行代码所必需的所有信息，如程序计数器、寄存器集合和栈等。
在多线程编程中，一个进程可以由多个线程共同执行，每个线程可以执行相同或不同的代码。
2. 并发：并发是指两个或多个任务在同时运行。
在多线程编程中，线程之间可以并发运行，以提高程序的响应能力和并发度。
3. 同步：同步是指在多线程编程中协调线程之间的操作，以保证数据访问的正确性。
同步机制包括互斥锁、条件变量、信号量和读写锁等。
4. 互斥锁：互斥锁是一种保护共享资源的机制，它保证多个线程不能同时访问同一共享资源，以避免竞态条件的发生。
在多线程编程中，互斥锁常用于保护全局变量、数据结构和共享资源等。
5. 条件变量：条件变量是一种线程同步机制，它可以暂停执行线程，直到满足特定条件。
在多线程编程中，条件变量可以用来控制线程的等待和唤醒，以避免浪费CPU资源和降低程序效率。
6. 信号量：信号量是一种线程同步机制，它可以用来控制多个线程并发的访问共享资源。
在多线程编程中，信号量可以用来实现互斥访问和线程同步等功能。
7. 线程池：线程池是一种管理线程序列的机制，它可以分配和回收线程资源，以提高程序的效率和可维护性。
在多线程编程中，线程池可以解决线程创建和销毁开销大的问题，以及避免系统负载过大。
8. 原子操作：原子操作是指不能被中断的单个操作，它要么执行完毕，要么不执行。
在多线程编程中，原子操作可以用来保证多线程访问共享资源的正确性和一致性。
9. 读写锁：读写锁是一种线程同步机制，它可以允许多个线程同时读取共享资源，但是只允许一个线程进行写操作。
线程与并发控制：处理多线程的同步和互斥
线程与并发控制：处理多线程的同步和互斥线程和并发控制是计算机科学领域中非常重要的概念，特别是在多核处理器和分布式系统中。
线程是程序执行的基本单位，而并发控制则是指有效地管理多个线程之间的同步和互斥，以保证数据的一致性和程序的正确执行。
在多线程编程中，线程之间的并发控制是一个关键问题。
当多个线程同时访问共享资源时，如果没有适当的同步和互斥机制，就会出现数据竞争和不一致的问题。
因此，了解如何处理线程的同步和互斥是非常重要的。
同步指的是多个线程之间按照一定的顺序执行，以保证数据的一致性。
常见的同步机制包括互斥锁、条件变量、信号量等。
互斥锁是最基本的同步机制，它可以确保同时只有一个线程能访问共享资源，从而避免数据竞争。
条件变量可以在多个线程之间传递信号，以协调它们的执行流程。
信号量可以用来控制并发访问资源的数量，避免资源的过度竞争。
除了同步机制外，还有一些高级的并发控制技术，如读写锁、原子操作、事务内存等。
读写锁可以提高多线程读取共享资源的效率，因为读取操作不涉及数据一致性问题，可以同时进行。
原子操作可以确保某些操作的原子性，即要么全部执行成功，要么全部不执行。
事务内存是一种基于硬件的并发控制技术，可以提供更高的性能和可靠性。
在处理多线程的同步和互斥时，需要遵循一些基本原则。
首先，避免死锁，即当多个线程互相等待对方释放资源时，就会陷入死锁状态。
其次，避免资源泄漏，即确保每个线程在完成任务后释放所有的资源。
最后，避免竞争条件，即多个线程对共享资源的访问顺序可能影响程序的正确执行，需要避免这种情况的发生。
为了提高多线程程序的性能和可靠性，在设计和实现上需要注意一些细节。
首先，尽量减少共享资源的数量，因为共享资源越多，就越容易引发数据竞争和并发控制问题。
其次，合理设计线程的通信和同步机制，避免不必要的等待和阻塞。
最后，尽量避免线程间频繁地切换和竞争，提高程序的并发执行效率。
总的来说，线程和并发控制是计算机科学中非常重要的概念，能够有效地提高程序的性能和可靠性。
多线程中线程的同步及其应用
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多线程同步与互斥 方法
多线程同步与互斥方法
多线程同步和互斥是为了保证多个线程能够安全地访问共享资源而采取的措施。
下面是几种常见的多线程同步与互斥的方法：
1. 锁（lock）：通过加锁的方式来保护临界区，只有获得锁的线程才能进入临界区执行代码，其他线程需要等待锁的释放。
常见的锁包括互斥锁（mutex）和读写锁（read-write lock）。
2. 信号量（semaphore）：允许多个线程同时访问某个资源，但要限制同时访问的线程数量，通过信号量进行计数来实现。
3. 条件变量（condition variable）：允许线程在某个条件满足时等待，直到其他线程发出信号通知它们继续执行。
4. 互斥量（mutex）：一种特殊的锁，用于确保某段代码只能被一个线程执行，其他线程需要等待。
5. 读写锁（read-write lock）：允许多个线程同时读取共享资源，但只允许一个线程写入共享资源。
6. 自旋锁（spin lock）：不会引起线程的阻塞，在尝试获取锁时，会一直处于循环中直到获取到锁为止。
7. 可重入锁（reentrant lock）：允许同一线程多次获取同一个锁而不会发生死锁。
以上方法都是为了解决多线程之间的冲突和竞争条件问题，保证线程安全和数据一致性。
根据具体的场景和需求，选择适合的同步与互斥方法可以提高多线程程序的性能和正确性。
多线程同步并行的方法
多线程同步并行的方法
一、什么是多线程同步？
多线程同步并行是指在多个线程之间，实现数据的可见性、交互性、协作性及互斥性的一种编程方式。
这种编程方式能够保证多个线程之间在处理共享数据时，任何一次更新都是及时的，也就是说后来的线程在处理数据时，可以立即看到之前线程的更新，从而保证程序的正确性。
二、多线程同步并行的方法
1、使用Volatile
Volatile关键字可以保证变量的可见性和顺序性，通过使用Volatile关键字，程序中的所有线程都能立即获取到最新的变量值，也就保证多线程之间的数据的及时性。
2、使用同步锁
不同于Volatile关键字只有可见性，使用同步锁可以保证变量的完整性，也就是说，同步锁可以将多个线程访问的变量统一在一起，其中一个线程进行了更新值，其他线程就不能更改这个变量，只有当上一个线程的任务结束，这个变量才会更新，这也就保证了多线程之间的数据的完整性。
3、使用线程的休眠和唤醒
有时当多线程之间发生冲突时，可以在两个线程之间使用线程休眠和唤醒的方法，通过使用wait()和notify()方法，让某个线程处于休眠状态，而另一个线程可以继续执行其任务，然后在完成任务时，
使用notify()方法唤醒休眠的线程，从而可以实现多线程之间的同步。
4、使用Atomic类（Java）
Atomic类是java.util.concurrent包中提供的一种原子操作类，它可以通过以原子方式更新对象和数组中的元素，来保证数据的正确性。
它采用了 compare-and-swap的机制，能够保证多线程之间可以立即获取到新的值，从而实现数据的同步并行。
多线程同步的四种方式（史上最详细+用例）
多线程同步的四种⽅式（史上最详细+⽤例）多线程同步的四种⽅式对于多线程程序来说，同步是指在⼀定的时间内只允许某⼀个线程来访问某个资源。
⽽在此时间内，不允许其他的线程访问该资源。
可以通过互斥锁（Mutex）、条件变量（condition variable）、读写锁（reader-writer lock）、信号量（semaphore）来同步资源。
1. 互斥锁（Mutex）互斥量是最简单的同步机制，即互斥锁。
多个进程(线程)均可以访问到⼀个互斥量，通过对互斥量加锁，从⽽来保护⼀个临界区,防⽌其它进程(线程)同时进⼊临界区，保护临界资源互斥访问。
互斥锁需要满⾜三个条件：互斥不同线程的临界区没有重叠⽆死锁如果⼀个线程正在尝试获得⼀个锁，那么总会成功地获得这个锁。
若线程A调⽤lock()但是⽆法获得锁，则⼀定存在其他线程正在⽆穷次地执⾏临界区。
⽆饥饿每⼀个试图获得锁的线程最终都能成功。
#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <pthread.h>void *function(void *arg);pthread_mutex_t mutex;int counter = 0;int main(int argc, char *argv[]){int rc1,rc2;char *str1="hello";char *str2="world";pthread_t thread1,thread2;pthread_mutex_init(&mutex,NULL);if((rc1 = pthread_create(&thread1,NULL,function,str1))){fprintf(stdout,"thread 1 create failed: %d\n",rc1);}if(rc2=pthread_create(&thread2,NULL,function,str2)){fprintf(stdout,"thread 2 create failed: %d\n",rc2);}pthread_join(thread1,NULL);pthread_join(thread2,NULL);return 0;}void *function(void *arg){char *m;m = (char *)arg;pthread_mutex_lock(&mutex);while(*m != '\0'){printf("%c",*m);fflush(stdout);m++;sleep(1);}printf("\n");pthread_mutex_unlock(&mutex);}2. 条件变量（condition variable）⽣产者消费者问题：每次⽣产⼀个商品，发⼀个信号，告诉消费者“我⽣产商品了，快来消费”，消费者拿到⽣产者的条件变量后每次消费两个商品，然后发出信号“我消费了商品，你可以⽣产了”--_--（发的这个信号是⼀个条件变量，通过发送这个信号可以唤醒阻塞的线程，收到信号后，不满⾜需求也会继续阻塞）为了防⽌竞争，条件变量的使⽤总是和⼀个互斥锁结合在⼀起；条件变量是线程的另⼀种同步机制，它和互斥量是⼀起使⽤的。
细说C#多线程那些事-线程同步和多线程优先级
细说C#多线程那些事-线程同步和多线程优先级上个⽂章分享了⼀些多线程的⼀些基础的知识，今天我们继续学习。
⼀、Task类上次我们说了线程池，线程池的QueueUserWorkItem()⽅法发起⼀次异步的线程执⾏很简单但是该⽅法最⼤的问题是没有⼀个内建的机制让你知道操作什么时候完成，有没有⼀个内建的机制在操作完成后获得⼀个返回值。
为此，可以使⽤System.Threading.Tasks中的Task类。
Task类在命名空间System.Threading.Tasks下，通过Task的Factory返回TaskFactory类，以TaskFactory.StartNew(Action)⽅法可以创建⼀个新的异步线程，所创建的线程默认为后台线程，不会影响前台UI窗⼝的运⾏。
如果要取消线程，可以利⽤CancellationTakenSource对象。
如果要在取消任务后执⾏⼀个回调⽅法，则可以使⽤Task的()⽅法。
简单代码实现：using System;using System.Threading.Tasks;namespace Threading{class Program{public static Int32 ThreadSum(Int32 n){Int32 sum = 0;for (; n > 0; --n)sum += n;return sum;}static void Main(string[] args){var t = new Task<Int32>(n => ThreadSum((Int32)n), 100);t.Start();var cwt = t.ContinueWith(task => Console.WriteLine("The result is {0}", t.Result));Console.ReadKey();}}}Task类⽰例代码using System;using System.Threading.Tasks;public class Example{public static void Main(){Task t = Task.Factory.StartNew( () => {int ctr = 0;for (ctr = 0; ctr <= 1000000; ctr++){}Console.WriteLine("Finished {0} loop iterations",ctr);} );t.Wait();}}更多内容参考：⼆、异步执⾏委托的异步执⾏代码：BeginInvoke() 和 EndInvoke()using System;namespace Threading{public delegate string MyDelegate(object data);class Program{public static string Thread1(object data){return data.ToString();}public static void ThreadCallback(IAsyncResult data){Console.WriteLine("ThreadCallback = > " + data.AsyncState);}static void Main(string[] args){var mydelegate = new MyDelegate(Thread1);IAsyncResult result = mydelegate.BeginInvoke("Thread1 Para", ThreadCallback, "Callback Para");//异步执⾏完成var resultstr = mydelegate.EndInvoke(result);Console.WriteLine(resultstr);Console.ReadKey();}}}委托异步执⾏⽰例代码三、线程同步线程同步：指多个线程协同、协助、互相配合。
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（2）/MT和/MTd表示采用多线程运行时库的静态lib版本。该选项会在 编译时将运行时库以静态lib的形式完全嵌入。该选项生成的可执行文
件运行时不需要运行时库dll的参加，会获得轻微的性能提升，但最终
生成的二进制代码因链入庞大的运行时库实现而变得非常臃肿。
（3）/MD和/MDd表示采用多线程运行时库的动态dll版本，该方式不会
要说明的一点是，对于单核处理器（CPU） 的计算机，操作系统给每个线程分配不同的 CPU时间片，在某一个时刻，CPU只执行一 个时间片内的线程，多个时间片中的相应线 程在CPU内轮流执行，由于每个时间片时间 很短，所以对用户来说，仿佛各个线程在计 算机中是并行处理的。操作系统根据线程的 优先级来安排CPU的时间，优先级高的线程 优先运行，优先级低的线程则继续等待。
将运行时库链接到可执行文件内部，只在运行时才调用，所以可有效
减少可执行文件尺寸。当多项目以MD方式运作时，其内部会采用同一 个堆，内存管理将被简化，跨模块内存管理问题也能得到缓解。
线程函数的定义
DWORD WINAPI ThreadProc(LPVOID lpParam); WINAPI是一个宏名，在 windef.h文件中有如下的声明： #define WINAPI __stdcall __stdcall 是Windows标准 C/C++函数的调用方法。从底层上说， 使用这种调用方法，参数的进栈顺序和标准 C调用（__cdecl 方 法）是一样的，都是从右到左，但是__stdcall 采用自动清栈的 方式，而__cdecl 采用的是手工清栈方式，并且函数名自动加前 导的下划线。 Windows 规定，凡是由它来负责调用的函数都必须定义为 __stdcall 类型。 ThreadProc是一个回调函数，即由Windows系统来负责调用的函 数，所以此函数应定义为__stdcall类型。另外，如果没有显式说 明的话，函数的调用方法默认是__cdecl。
线程上下文
线程的上下文本质上是一组处理器的寄存器，上下文 及其转换的过程根据处理器的结构不同会有所不同。 大约每经 20ms，Windows 查看一次当前存在的所有 线程内核对象。在这些对象中，只有少部分是可调度 的（没有处于暂停状态），Windows 选择其中的一个 内核对象，将它的CONTEXT（上下文）装入 CPU的 寄存器，这一过程称为上下文切换。 用户可调用GetThreadContext查看当前线程的用户模 式的上下文信息；调用SetThreadContext改变线程上 下文，待下次调度进CPU时生效。其中，ContextFlags 参数,通过异或掩码指定欲查看的寄存器。 KTHREAD::ContextSwitches为线程已切换的次数。
Release模式。
多线程版本的重大改变是，第一，一些全局变量如errno ，现在变成每个执行线 程各拥有一个。第二，多线程版中的数据结构以同步机制加以保护。
Visual C++共提供的6个运行时库
Reusable Library （可用函数库版本） Switch （编译选项） Library （库） Macro(s) Defined （宏定义）
参数说明：
参数1：为线程的安全属性，一般设为NULL，表示使用默认安全属性。 参数2：为线程堆栈大小，一般设为NULL，表示使用默认堆栈大小， 对应VC的/STACK:链接器选项。VC6默认的堆栈大小为1M，可通过 “Project Settingsà Linkà Stack allocations”设臵堆栈大小；VC2005中，可 在“项目属性à 配臵属性à 链接器à 系统”中设臵堆栈大小。 参数3：为线程函数的地址，传递函数指针或函数名ThreadProc。 参数4：为传递给线程函数的参数，即ThreadProc的参数。其为 LPVOID类型，对复杂的参数采用结构体或类按址传递。 参数5：为线程创建参数，例如线程创建后是否立即启动的开关选项。 参数6：为内核给新创建的线程分配的线程ID号，为输出参数。 此函数执行成功后，将返回新建线程的线程句柄。lpStartAddress参数 指定了线程函数的地址，新建线程将从此地址开始执行，直到 return 语句返回，线程运行结束，把控制权交给操作系统。
API对线程的支持
Windows创建新线程的API函数是CreateThread，由该函数 创建的线程，将在调用者的虚拟地址空间内执行。函数原 型如下： HANDLE CreateThread( LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, // SD SIZE_T dwStackSize, // initial stack size LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress, // thread function LPVOID lpParameter, // thread argument DWORD dwCreationFlags, // creation option LPDWORD lpThreadId // thread identifier );
Single Threaded（static） MultiThreaded（static） Dynamic Link (DLL) (Multithreaded) Debug SingleThreaded（static） Debug Static MultiThreaded Debug Dynamic Link (DLL) (Multithreaded)
多线程的提出
在没有出现多核CUP之前，我们的计算资源是唯一的，也 就是说，在任一时刻最多只有一个进程可以使用处理机。 如果编写一个耗时的单线程程序：比如，新建一个基于对 话框的应用程序SingleThread，在主对话框添加一个按钮， 标题为“延时6秒”，添加按钮的响应函数，代码如下： void CSingleThreadDlg::OnSleepSixSecond() { Sleep(6000); //延时6秒 } 编译并运行应用程序，单击“延时6秒”按钮，你就会发 现在这6秒期间程序就象“死机”一样，不在响应其它消息。 为了更好地处理这种耗时的操作，便提出了多线程的概念。
使用计数
Usage Count成员记录了线程内核对象的使用计数，这个计数说 明了此内核对象被打开的次数。线程内核对象的存在与 Usage Count 的值息息相关，当这个值是0 的时候，系统就认为已经没 有任何进程在引用此内核对象了，于是线程内核对象就要从内 存中撤销。 只要线程没有结束运行，Usage Count 的值就至少为 1。在创建 一个新的线程时，CreateThread 函数返回了线程内核对象的句 柄，相当于打开一次新创建的内核对象，这也会促使 Usage Count 的值加1。所以创建一个新的线程后，初始状态下 Usage Count 的值是2。之后，只要有进程打开此内核对象，就会使 Usage Count的值加1。比如当有一个进程调用OpenThread函数 打开这个线程内核对象后，Usage Count 的值会再次加 1。由于 对这个函数的调用会使 Usage Count 的值加1，所以在使用完它 们返回的句柄后一定要调用 CloseHandle 函数进行关闭。关闭内 核对象句柄的操作就会使 Usage Count 的值减 1。
/ML /MT
libc.lib libcmt.lib
(none) _MT
/MD
msvcrt.lib
_MT and _DLL
/MLd /MTd
libcd.lib libcmtd.lib
_DEBUG _DEBUG and _MT
/MDd
msvcrtd.lib
_DEBUG, _MT, _DLL
说明
（1）从Visual C++ 2005开始，libcp.lib和libcpd.lib（老的/ML和/MLd选项） 已经被移除。通过/MT和/MTd使用libcpmt.lib和libcpmtd.lib取代。
多线程
用户根据需要在应用程序中创建其它线程，在单个程 序中同时（并发地）运行多个线程完成不同的工作， 称为多线程。
线程2
进程
主
线
程 线程3
一个进程中的所有线程都在该进程的虚拟地址空间中， 共同使用这些虚拟地址空间、全局变量和系统资源， 多线程可以实现并行处理，避免了某项任务长时间占 用CPU时间。
目录
一、线程相关概念（基础理论） 1、程序与进程 2、线程与主线程 3、多线程的提出 4、线程与多线程 5、c/c++程序运行时的内存结构 二、线程之间的同步（机制） （1）临界区（critical section） （2）互斥量（mutexe） （3）信号量（semaphore） 三、API、RTL和MFC对多线程的支持 1、Windows的API函数（CreateThread） 2、MFC中线程创建的MFC函数（AfxBeginThread） 3、MS对C Runtime库的扩展SDK函数（_beginthreadex） 四、实例
线程与主线程
线程：进程内部的一个执行单元，它是程序中一个单 一的顺序控制流程。 系统创建好进程后，实际上就启动执行了该进程的主 执行线程，主执行线程以函数地址形式，比如说main 或WinMain函数，将程序的启动点提供给Windows系 统。主执行线程终止了，进程也就随之终止。 每一个进程至少有一个主执行线程，它无需由用户去 主动创建，是由系统自动创建的。
而不是进程为调度对象效率更高：由于创建新进程必须加载代码，而
线程要执行的代码已经被映射到进程的地址空间，所以创建、执行线 程的速度比进程更快。