多线程同步方法及比较

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同步方法和同步块的区别

同步方法和同步块的区别

同步方法和同步块的区别
同步方法和同步块都是为了保证多线程环境下的数据安全性,避免多个线程同时访问共享资源导致的数据竞争和不一致性问题。

然而,它们之间也存在一些区别。

1. 粒度:同步方法是以方法为单位进行同步,而同步块可以选择以代码块为单位进行同步。

同步方法对整个方法进行同步,而同步块可以选择对某个特定的代码块进行同步,这样可以在一些情况下提高性能。

2. 同步对象:同步方法的同步对象是当前对象(即this),而同步块的同步对象可以是任意对象。

同步方法的同步对象是当前对象,这意味着如果一个类中有多个同步方法,它们会争夺同一个锁。

同步块使用的是指定的对象作为同步对象,不同的同步块可以使用不同的同步对象,从而提供更细粒度的锁机制。

3. 锁释放:同步方法在方法执行完毕或者抛出异常的情况下会自动释放锁,而同步块需要手动释放锁。

同步方法在方法运行结束后会释放锁,而同步块如果没有手动释放锁,可能会导致死锁等问题。

4. 可见范围:同步方法的范围是整个方法,而同步块的范围可以更灵活,可以选择只对部分代码块进行同步,从而减小同步的范围,提高性能。

总之,同步方法和同步块都可以用来保证多线程环境下的数据安全性,但在使用时需要根据实际情况选择合适的方式。

同步方法的优势在于简单,适用于整个方
法需要同步的情况;同步块的优势在于灵活,可以对特定的代码块进行同步。

线程同步的方法有哪些

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。

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。

qt 线程同步的3种方法

qt 线程同步的3种方法

qt 线程同步的3种方法
Qt提供了三种主要的方法来进行线程间的同步:信号与槽(Signals and Slots)、互斥锁(Mutexes)和条件变量(Condition Variables)。

1. 信号与槽(Signals and Slots):这是Qt的核心特性之一,用于在不同线程之间进行通信。

信号是当某个事件发生时发出的,而槽是用来响应这个信号的函数。

信号和槽机制是线程间通信的一种有效方式,它允许线程之间异步地传递信息。

2. 互斥锁(Mutexes):互斥锁用于保护共享数据,防止多个线程同时访问。

当一个线程需要访问共享数据时,它首先需要获取互斥锁。

如果互斥锁已经被其他线程持有,那么尝试获取锁的线程将被阻塞,直到锁被释放。

Qt的QMutex类提供了这种功能。

3. 条件变量(Condition Variables):条件变量用于线程间的同步。

它们
通常与互斥锁一起使用,允许线程等待某个条件的发生。

当条件满足时,一个线程会通知其他等待的线程。

Qt的QWaitCondition类提供了条件变量
的功能。

这些方法可以帮助你确保多线程应用程序的正确运行,并防止数据竞争和其他并发问题。

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
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)

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。

多线程知识点总结归纳

多线程知识点总结归纳

多线程知识点总结归纳多线程知识点总结归纳如下:1. 线程和进程的区别- 进程是程序的一个执行实例,每个进程都有自己的独立内存空间、代码和数据,相互之间不会直接共享资源。

线程是在进程内部运行的一段代码,多个线程可以共享同一个进程的资源。

2. 多线程的优势- 提高程序的并发性和响应性,能够更有效地利用 CPU 资源。

- 使得程序能够更轻松地实现并发处理和多任务处理。

- 能够通过多线程实现一些复杂任务,如网络编程、图形界面等。

3. 多线程的基本概念- 线程调度:操作系统通过调度算法决定哪个线程应当运行,哪个线程应当阻塞或唤醒。

- 线程同步:多个线程访问共享数据时需要进行同步操作,以避免数据竞争和死锁等问题。

- 线程通信:多个线程之间需要进行通信,以进行资源共享或协作完成任务。

4. 多线程的创建和启动- 使用线程类:在 Java 中,可以通过继承 Thread 类或实现 Runnable 接口来创建线程。

- 线程生命周期:线程的生命周期包括新建、就绪、运行、阻塞和死亡等状态。

5. 线程的安全性- 多线程程序需要考虑线程安全性,以避免数据竞争和死锁等问题。

- 常用的线程安全性方法包括加锁、使用线程安全的数据结构和对象等。

6. 线程的调度- 多线程程序的运行顺序由操作系统的调度算法决定,而且在不同的操作系统上可能有不同的调度策略。

- 线程的调度策略包括抢占式调度和协作式调度等。

7. 线程的优先级- 线程的优先级决定了它在被调度时的优先级,可以通过设置线程的优先级来影响它的调度顺序。

8. 线程的阻塞和唤醒- 线程在执行过程中可能会因为某些原因而阻塞,需要等待一定的条件满足后才能被唤醒继续执行。

- 一些常见的线程阻塞和唤醒操作包括等待、通知、等待超时等。

9. 线程同步的方法- 使用锁机制:在多线程程序中通常使用锁来保护共享资源,以避免数据竞争和执行顺序问题。

- 使用同步代码块:通过 synchronized 关键字或 ReentrantLock 类等来创建同步代码块,保护共享资源的访问。

同步方法与同步块

同步方法与同步块

同步方法与同步块同步方法和同步块都是Java中用于实现多线程同步的机制。

它们的作用都是为了保证多个线程之间对共享资源的安全访问。

不过,同步方法与同步块在具体使用和表现上有一些差异。

首先,我们来看同步方法。

同步方法是指在方法的声明中使用synchronized关键字修饰方法,使得该方法成为一个同步方法。

当一个线程调用一个同步方法时,它会自动获得该方法所属对象的锁。

只有当这个线程执行完该同步方法时,它才会释放该锁,其他线程才能获得该锁并执行该方法。

同步方法的使用非常简单,只需要在方法的声明中加上synchronized关键字即可。

同步方法的使用具有以下特点:1. 同步方法默认锁定的是当前对象,即this对象。

也可以在静态方法中使用synchronized关键字,这时锁定的是当前类的Class对象。

2. 同步方法锁定的是整个方法体,包括方法的所有代码。

这意味着同步方法在锁定期间,其他线程无法访问该对象的其他同步方法。

3. 同步方法只能用于修饰方法,而不能用于修饰代码块。

接下来,我们来看同步块。

同步块是指使用synchronized关键字修饰一段代码块,使得多个线程在执行这段代码块时互斥访问。

同步块的使用需要指定一个对象作为锁,只有获得了该对象的锁的线程才能执行该代码块。

当一个线程执行完同步块时,它会释放该对象的锁,其他线程才能获得该锁并执行该代码块。

同步块的使用具有以下特点:1. 同步块可以指定任意对象作为锁,可以是当前对象,也可以是其他对象。

只有线程获得了锁对象的锁,才能执行该同步块。

2. 同步块只锁定代码块中的部分代码,因此只有在同步块中访问共享资源的代码才需要被同步。

3. 同步块可以嵌套使用,这意味着一个线程可以获得多个锁。

但是需要注意,当嵌套的同步块使用了相同的锁对象时,容易造成死锁。

在实际应用中,我们应该根据实际需求来选择使用同步方法还是同步块。

一般情况下,如果需要同步的代码是整个方法体,或者需要锁定整个对象时,我们可以选择使用同步方法。

sv中多线程的同步调度方法

sv中多线程的同步调度方法

sv中多线程的同步调度方法在现代计算机系统中,多线程已经成为普遍使用的技术。

其中,sv中多线程的同步调度方法是通过控制多个线程的执行顺序,实现对共享变量访问的控制和同步。

以下是具体步骤:步骤一:定义共享变量在SV中,共享变量是多个线程之间需要共同访问的变量。

因此,在进行多线程程序设计时,需要首先定义和初始化共享变量。

多个线程可以通过访问共享变量来实现数据的共享。

步骤二:使用互斥锁互斥锁是一种最基本的同步机制,它的主要作用是控制对共享资源的并发访问。

当一个线程获得互斥锁的控制权,其他线程就无法访问共享变量。

在SV中,可以使用systemverilog中的mutex(互斥)类型来实现互斥锁。

步骤三:使用条件变量当线程需要等待某个事件或条件满足时,可以使用条件变量来实现。

SV中的条件变量是一种同步机制,可以让线程等待条件的满足。

条件变量的关键是对wait和signal操作的使用。

wait操作使线程进入等待状态,等待条件的出现;而signal操作则可以通知等待条件的线程,条件已经满足可以继续执行。

在SV中,可以使用condition(条件变量)类型来实现条件变量的操作。

步骤四:使用信号量信号量是一种在多进程或多线程中用于协调各个进程或线程之间共享资源的同步机制。

SV中的信号量可以使用counting(计数)类型来实现,就可以控制系统中同时访问共享资源的进程数。

比如,当一个进程请求访问信号量时,如果当前可用的信号量数量大于0,则该进程可以继续执行;否则就会被挂起等待其他进程释放信号量。

步骤五:使用串行化串行化是一种同步机制,用于限制在系统中同时执行的进程或线程的数量。

在SV中,可以使用semaphore(信号量)类型来实现串行化。

通过对互斥锁或条件变量的使用,可以控制系统中同时执行的线程数量,从而实现对共享资源的访问控制和同步。

总结:在SV中,多线程的同步调度方法较多,其中比较常用的有互斥锁、条件变量、信号量和串行化。

线程同步方法有哪些

线程同步方法有哪些

线程同步方法有哪些
线程同步的常用方法有:
1. 使用锁:例如使用`Lock`类、`ReentrantLock`类或`synchronized`关键字来实现线程同步。

2. 使用条件变量:例如使用`Condition`类来控制线程等待和唤醒。

3. 使用信号量:例如使用`Semaphore`类来控制线程的并发数。

4. 使用栅栏:例如使用`CyclicBarrier`类来控制多个线程在某个点上同步。

5. 使用阻塞队列:例如使用`BlockingQueue`类来控制线程的顺序执行。

6. 使用计数器:例如使用`CountDownLatch`类来控制线程的等待和唤醒。

7. 使用原子类:例如使用`AtomicInteger`类来保证操作的原子性。

8. 使用同步容器:例如使用`ConcurrentHashMap`类来保证线程安全。

9. 使用线程池:例如使用`ExecutorService`类来调度线程的执行顺序。

10. 使用并发工具类:例如使用`ReadWriteLock`类来实现多线程对某个资源的读写操作。

C#实现多线程的同步方法详解

C#实现多线程的同步方法详解

C#实现多线程的同步⽅法详解本⽂主要描述在C#中线程同步的⽅法。

线程的基本概念⽹上资料也很多就不再赘述了。

直接接⼊主题,在多线程开发的应⽤中,线程同步是不可避免的。

在.Net框架中,实现线程同步主要通过以下的⼏种⽅式来实现,在MSDN的线程指南中已经讲了⼏种,本⽂结合作者实际中⽤到的⽅式⼀起说明⼀下。

1. 维护⾃由锁(InterLocked)实现同步2. 监视器(Monitor)和互斥锁(lock)3. 读写锁(ReadWriteLock)4. 系统内核对象1) 互斥(Mutex), 信号量(Semaphore), 事件(AutoResetEvent/ManualResetEvent)2) 线程池除了以上的这些对象之外实现线程同步的还可以使⽤Thread.Join⽅法。

这种⽅法⽐较简单,当你在第⼀个线程运⾏时想等待第⼆个线程执⾏结果,那么你可以让第⼆个线程Join进来就可以了。

⾃由锁(InterLocked)对⼀个32位的整型数进⾏递增和递减操作来实现锁,有⼈会问为什么不⽤++或--来操作。

因为在多线程中对锁进⾏操作必须是原⼦的,⽽++和--不具备这个能⼒。

InterLocked类还提供了两个另外的函数Exchange, CompareExchange⽤于实现交换和⽐较交换。

Exchange操作会将新值设置到变量中并返回变量的原来值: int oVal = InterLocked.Exchange(ref val, 1)。

监视器(Monitor)在MSDN中对Monitor的描述是: Monitor 类通过向单个线程授予对象锁来控制对对象的访问。

Monitor类是⼀个静态类因此你不能通过实例化来得到类的对象。

Monitor 的成员可以查看MSDN,基本上Monitor的效果和lock是⼀样的,通过加锁操作Enter设置临界区,完成操作后使⽤Exit操作来释放对象锁。

不过相对来说Monitor的功能更强,Moniter可以进⾏测试锁的状态,因此你可以控制对临界区的访问选择,等待or离开, ⽽且Monitor还可以在释放锁之前通知指定的对象,更重要的是使⽤Monitor可以跨越⽅法来操作。

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。

同步方法和同步代码块的区别

同步方法和同步代码块的区别

同步方法和同步代码块的区别同步方法和同步代码块都是为了保证多线程程序的线程安全而提供的机制。

它们可以防止多个线程同时访问共享资源,避免出现竞态条件、数据不一致等问题。

下面详细介绍同步方法和同步代码块的区别。

1. 范围:同步方法是对整个方法进行同步,即在方法声明时使用synchronized关键字进行修饰。

同步方法将整个方法的代码块设为同步块,即该方法在被一个线程使用时其他线程必须等待该线程执行完该方法才能继续使用。

因此,同步方法的范围较大,灵活性较低。

同步代码块是对指定的代码块进行同步,即在代码块中使用synchronized关键字进行修饰。

同步代码块可以选择性地对代码块进行同步,在需要保护的关键代码段上加锁,这样其他线程就无法同时访问该代码块。

因此,同步代码块的范围较小,可以灵活地选择需要进行同步的代码块。

2. 粒度:同步方法是对整个方法进行同步,因此其粒度较粗。

当一个线程进入同步方法时,其它调用该方法的线程必须等待该线程执行完该方法才能继续执行。

如果同一个对象中有多个同步方法,那么同一时刻只能有一个线程可以执行任意一个方法,无论这些同步方法是否是独立的。

同步代码块是对指定的代码块进行同步,因此其粒度较细。

可以对需要同步的代码块进行选择性的加锁,不会影响到其他线程访问非同步的代码块。

3. 所属对象:同步方法属于对象级别,即对该方法的调用是针对对象实例进行的,只有一个实例对象的同步方法才会相互影响。

不同的实例对象之间的同步方法互不影响,可以并发执行。

因为每个对象都有一个对应的监视器锁(也称为内置锁),实现对该对象的同步。

同步代码块也属于对象级别,但可以对指定的对象进行同步,只有持有该对象监视器锁的线程才能进入同步代码块。

不同的对象之间的同步代码块互不影响,可以并发执行。

因此,同步代码块更加灵活,可以对不同的对象进行单独的同步操作。

4. 性能:同步方法的性能较低,原因在于它对整个方法进行同步,即使方法内的多个代码块只有一个访问共享资源的代码块,其他代码块也会被同步机制阻塞。

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。

c++线程同步的3种方法

c++线程同步的3种方法

在C++中,线程同步是确保多个线程协调工作的重要机制。

以下是C++中常用的三种线程同步方法:1. 互斥量(Mutex):- 互斥量是一种最基本的线程同步原语,用于保护临界区(一段代码,只能允许一个线程进入执行)。

- 在C++中,可以使用std::mutex类来创建互斥量。

线程在访问共享资源前,先锁定互斥量,操作完成后再释放互斥量。

- 互斥量的使用可以通过lock()和unlock()方法来实现,也可以使用std::lock_guard模板类来进行自动加锁和解锁。

```cpp#include <mutex>std::mutex mtx;void someFunction() {std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx); // 自动加锁// 访问共享资源的代码} // 离开作用域时,自动解锁```2. 条件变量(Condition Variable):- 条件变量用于在某个条件满足时唤醒等待的线程,通常与互斥量一起使用。

- 在C++中,可以使用std::condition_variable类来创建条件变量。

等待线程会在条件变量上等待,直到其他线程通知满足了条件。

- 与条件变量相关联的互斥量用于避免竞争条件。

```cpp#include <condition_variable>std::condition_variable cv;bool ready = false;std::mutex mtx;void thread1() {std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);// 等待条件变量while (!ready) {cv.wait(lock);}// 执行任务}void thread2() {// 改变数据{std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);ready = true;}// 通知条件变量cv.notify_one();}```3. 原子操作(Atomic Operations):- 原子操作是指不会被中断的操作,可以作为基本的线程同步手段,通常用于在多线程环境下对共享变量进行操作。

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(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。

操作系统:进程线程同步的方式和机制,进程间通信

操作系统:进程线程同步的方式和机制,进程间通信

操作系统:进程/线程同步的方式和机制,进程间通信一、进程/线程间同步机制。

临界区、互斥区、事件、信号量四种方式临界区(Critical Section)、互斥量(Mutex)、信号量(Semaphore)、事件(Eve nt)的区别1、临界区:通过对多线程的串行化来访问公共资源或一段代码,速度快,适合控制数据访问。

在任意时刻只允许一个线程对共享资源进行访问,如果有多个线程试图访问公共资源,那么在有一个线程进入后,其他试图访问公共资源的线程将被挂起,并一直等到进入临界区的线程离开,临界区在被释放后,其他线程才可以抢占。

2、互斥量:采用互斥对象机制。

只有拥有互斥对象的线程才有访问公共资源的权限,因为互斥对象只有一个,所以能保证公共资源不会同时被多个线程访问。

互斥不仅能实现同一应用程序的公共资源安全共享,还能实现不同应用程序的公共资源安全共享 .互斥量比临界区复杂。

因为使用互斥不仅仅能够在同一应用程序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。

3、信号量:它允许多个线程在同一时刻访问同一资源,但是需要限制在同一时刻访问此资源的最大线程数目 .信号量对象对线程的同步方式与前面几种方法不同,信号允许多个线程同时使用共享资源,这与操作系统中的PV操作相同。

它指出了同时访问共享资源的线程最大数目。

它允许多个线程在同一时刻访问同一资源,但是需要限制在同一时刻访问此资源的最大线程数目。

PV操作及信号量的概念都是由荷兰科学家E.W.Dijkstra提出的。

信号量S是一个整数,S大于等于零时代表可供并发进程使用的资源实体数,但S小于零时则表示正在等待使用共享资源的进程数。

P操作申请资源:(1)S减1;(2)若S减1后仍大于等于零,则进程继续执行;(3)若S减1后小于零,则该进程被阻塞后进入与该信号相对应的队列中,然后转入进程调度。

V操作释放资源:(1)S加1;(2)若相加结果大于零,则进程继续执行;(3)若相加结果小于等于零,则从该信号的等待队列中唤醒一个等待进程,然后再返回原进程继续执行或转入进程调度。

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

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。

java线程间同步的几种方法

java线程间同步的几种方法

java线程间同步的几种方法以Java线程间同步的几种方法为标题,本文将介绍Java中常用的几种线程同步方法,包括synchronized关键字、Lock接口、Semaphore信号量、CountDownLatch倒计时门栓和CyclicBarrier循环屏障。

1. synchronized关键字synchronized关键字是Java中最常用的线程同步方法之一。

它可以修饰方法或代码块,确保同一时间只有一个线程可以访问被修饰的代码段。

使用synchronized关键字可以保证线程的安全性,避免多个线程同时访问共享资源导致的数据不一致问题。

2. Lock接口Lock接口是Java中提供的另一种线程同步方法。

与synchronized 关键字不同,Lock接口提供了更细粒度的控制,可以实现更灵活的线程同步机制。

Lock接口的实现类ReentrantLock可以实现公平锁或非公平锁的选择,并且可以实现可重入锁的功能。

3. Semaphore信号量Semaphore信号量是一种更为复杂的线程同步方法,它可以控制同时访问某个资源的线程数量。

Semaphore维护了一个计数器,表示可用的许可证数量。

当一个线程想要访问共享资源时,它必须先获取一个许可证,如果没有许可证可用,线程将被阻塞直到有许可证可用。

当线程使用完共享资源后,需要释放许可证,以方便其他线程访问。

4. CountDownLatch倒计时门栓CountDownLatch是一种线程同步辅助类,它可以让一个或多个线程等待其他线程完成操作后再继续执行。

CountDownLatch内部有一个计数器,当计数器的值为0时,等待的线程将被唤醒。

每个线程执行完任务后可以调用countDown()方法来使计数器减1,当计数器的值减为0时,等待的线程将被唤醒。

5. CyclicBarrier循环屏障CyclicBarrier也是一种线程同步辅助类,它可以让一组线程相互等待,直到所有线程都达到某个屏障点后再继续执行。

线程同步的几种实现方案

线程同步的几种实现方案

线程同步的⼏种实现⽅案当多个线程对同⼀数据进⾏访问时,容易出现线程安全问题,这个时候就需要让线程同步来保证数据的安全。

线程同步就是说在两个或两个以上的线程访问同⼀资源的时候,需要⽤到某种⽅式来保证资源在某⼀时刻只能被⼀个线程访问线程同步的实现⽅案:⼀、同步代码块:synchronized(同步监视器) 1、认识同步监视器(锁⼦) synchronized(同步监视器){} 1)必须是引⽤数据类型,不能是基本数据类型 2)在同步代码块中可以改变同步监视器对象的值,不能改变其引⽤ 3)尽量不要使⽤String和包装类Integer做同步监视器,如果要使⽤,则必须保证代码快啊中不对其做任何操作 4)⼀般使⽤共享资源做同步器 5)可以创建⼀个专门的同步监视器,没有任何含义 6)建议使⽤final来修饰同步监视器 2、同步代码块的执⾏过程 1)第⼀个线程来到同步代码块,发现同步监视器是open状态,需要close,然后执⾏其中的代码 2)第⼀个线程执⾏过程中,发⽣了线程切换(阻塞就绪),第⼀个线程失去了CPU,但是没有开锁 3)第⼆个线程获取了CPU,来到同步代码块,发现同步监视器close状态,⽆法执⾏其中的代码,第⼆个也进⼊了阻塞状态 4)第⼀个线程再次获得CPU,执⾏后续代码,执⾏完毕释放锁 5)第⼆个线程再次获得CPU,来到同步代码块发现是开锁状态,重复第⼀个线程的处理过程  3、下⾯的代码是⽤同步代码块来实现线程同步(多个窗⼝实现安全售票)public class TiketsTest {public static void main(String[] args) {for(int i = 0;i<5;i++){//运⽤循环来开启五个线程(模拟五个售票员)new Thread(new TiketsRunnable(),"售票员"+(i+1)).start();//此处为了⽅便直接使⽤匿名对象}}public class TiketsRunnable implements Runnable {private int tikets = 100;//要卖票的总数private Object obj = new Object();@Overridepublic void run() {while (true){synchronized (obj) {try {Thread.sleep(10);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}if (tikets <= 0) {break;}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖了第" + tikets-- + "票");}}}}⼆、同步⽅法:修饰符 synchronized 返回值类型⽅法名(参数){} 1、不要将run()定义为同步⽅法 2、同步⽅法的同步监视器是this 3、同步代码块的效率要⾼于同步⽅法 1)同步⽅法的锁是this,⼀旦锁住⼀个⽅法,就锁住了所有的同步⽅法;同步代码块只是锁住了使⽤该同步代码块,⽽没有锁住使⽤其他监视器的代码块 2)同步⽅法是将线程锁在了⽅法的外部,⽽同步代码块将线程锁在了代码块的外部,但是却是⽅法的内部 4、下⾯的代码是⽤同步⽅法来实现线程同步(多个窗⼝实现安全售票)public class TiketsTest {public static void main(String[] args) {for(int i = 0;i<5;i++){//运⽤循环来开启五个线程(模拟五个售票员)new Thread(new TiketsRunnable(),"售票员"+(i+1)).start();//此处为了⽅便直接使⽤匿名对象}}}public class TiketsRunnable implements Runnable {private int tikets = 3;private Object obj = new Object();@Overridepublic void run() {while (true) {sell();if (tikets <= 0) {break;}}}public synchronized void sell(){//同步⽅法if(tikets<=0){return;}try {Thread.sleep(3);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖了第" + tikets+ "票");tikets --;}}三、Lock锁 1、Lock锁 1)JDK1.5后新增功能,与采⽤synchronized想⽐,lock锁可提供多种锁⽅案,更灵活 2)java.util.concurrent.lock 中的 Lock 框架是锁定的⼀个抽象,它允许把锁定的实现作为 Java 类,⽽不是作为语⾔的特性来实现。

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多线程同步方法及比较
多线程同步方法:
1.临界区:通过对多线程的串行化来访问公共资源或一段代码,速度快,适合控制数
据访问。

.
2.互斥量:为协调一起对一个共享资源的单独访问而设计的。

.
3.信号量:为控制一个具备有限数量用户资源而设计。

.
4.事件:用来通知线程有一些事件已发生,从而启动后继任务的开始。

临界区(Critical Section)..
确保在某一时刻只有一个线程能访问数据的简便办法。

在任意时刻只允许一个线程对共享资源进行访问。

假如有多个线程试图同时访问临界区,那么在有一个线程进入后其他任何试图访问此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。

临界区在被释放后,其他线程能够继续抢占,并以此达到用原子方式操作共享资源的目的。

临界区包含两个操作原语:
EnterCriticalSection()进入临界区
LeaveCriticalSection()离开临界区。

EnterCriticalSection()语句执行后代码将进入临界区以后无论发生什么,必须确保和之匹配的LeaveCriticalSection()都能够被执行到。

否则临界区保护的共享资源将永远不会被释放。

虽然临界区同步速度很快,但却只能用来同步本进程内的线程,而不可用来同步多个进程中的线程。

MFC为临界区提供有一个CCriticalSection类,使用该类进行线程同步处理是很简单的。

只需在线程函数中用CCriticalSection类成员函数Lock()和UnLock()标定出被保护代码片段即可。

Lock()后代码用到的资源自动被视为临界区内的资源被保护。

UnLock后别的线程才能访问这些资源。

.
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互斥量跟临界区很相似,只有拥有互斥对象的线程才具备访问资源的权限,由于互斥对象只有一个,因此就决定了任何情况下此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。

互斥量比临界区复杂。

因为使用互斥不但仅能够在同一应用程式不同线程中实现资源的安全共享,而且能够在不同应用程式的线程之间实现对资源的安全共享。

..
互斥量包含的几个操作原语:
CreateMutex()创建一个互斥量
OpenMutex()打开一个互斥量
ReleaseMutex()释放互斥量
WaitForMultipleObjects()等待互斥量对象 ..
同样MFC为互斥量提供有一个CMutex类。

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信号量对象对线程的同步方式和前面几种方法不同,信号允许多个线程同时使用共享资源,这和操作系统中的PV操作相同。

他指出了同时访问共享资源的线程最大数目。

他允许多个线程在同一时刻访问同一资源,但是需要限制在同一时刻访问此资源的最大线程数目。

在用CreateSemaphore()创建信号量时即要同时指出允许的最大资源计数和当前可用资源计数。

一般是将当前可用资源计数配置为最大资源计数,每增加一个线程对共享资源的访问,当前可用资源计数就会减1,只要当前可用资源计数是大于0的,就能够发出信号量信号。

但是当前可用计数减小到0时则说明当前占用资源的线程数已达到了所允许的最大数目,不能在允许其他线程的进入,此时的信号量信号将无法发出。

线程在处理完共享资源后,应在离开的同时通过ReleaseSemaphore()函数将当前可用资源计数加1。

在任何时候当前可用资源计数决不可能大于最大资源计数。

信号量包含的几个操作原语:
CreateSemaphore()创建一个信号量
OpenSemaphore()打开一个信号量
ReleaseSemaphore()释放信号量
WaitForSingleObject()等待信号量
信号量的使用特点使其更适用于对Socket(套接字)程式中线程的同步。

例如,网络上的HTTP服务器要对同一时间内访问同一页面的用户数加以限制,这时能够为每一个用户对服务器的页面请求配置一个线程,而页面则是待保护的共享资源,通过使用信号量对线程的同步作用能够确保在任一时刻无论有多少用户对某一页面进行访问,只有不大于设定的最大用户数目的线程能够进行访问,而其他的访问企图则被挂起,只有在有用户退出对此页面的访问后才有可能进入。

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事件(Event)
事件对象也能够通过通知操作的方式来保持线程的同步。

并且能够实现不同进程中的线程同步操作。

信号量包含的几个操作原语:
CreateEvent()创建一个信号量
OpenEvent()打开一个事件
SetEvent()回置事件
WaitForSingleObject()等待一个事件
WaitForMultipleObjects()等待多个事件
事件能够实现不同进程中的线程同步操作,并且能够方便的实现多个线程的优先比较等待操作,例如写多个WaitForSingleObject来代替WaitForMultipleObjects从而使编程更加灵活。

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1.互斥量和临界区的作用很相似,但互斥量是能够命名的,也就是说他能够跨越进程使用。

所以创建互斥量需要的资源更多,所以假如只为了在进程内部是用的话使用临界区会带来速度上的优势并能够减少资源占用量。

因为互斥量是跨进程的互斥量一旦被创建,就能够通过名字打开他。

!
2.互斥量(Mutex),信号灯(Semaphore),事件(Event)都能够被跨越进程使用来进行同步数据操作,而其他的对象和数据同步操作无关,但对于进程和线程来讲,假如
进程和线程在运行状态则为无信号状态,在退出后为有信号状态。

所以能够使用WaitForSingleObject来等待进程和线程退出。

3.通过互斥量能够指定资源被独占的方式使用,但假如有下面一种情况通过互斥量就无法处理,比如现在一位用户购买了一份三个并发访问许可的数据库系统,能够根据用户购买的访问许可数量来决定有多少个线程/进程能同时进行数据库操作,这时候假如利用互斥量就没有办法完成这个需要,信号灯对象能够说是一种资源计数器。

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