建站
咨詢
售后
建站咨詢
新聞中心
隨著計算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展，處理器核心數(shù)的不斷增加，以及需求更高效的多任務(wù)操作，線程通信技術(shù)成為一個必不可少的話題。線程通信技術(shù)是同時運(yùn)行的兩個或多個線程之間進(jìn)行交換信息的過程。Linux操作系統(tǒng)為線程之間的通信提供了多種方法，本文將介紹一些常見的線程通信技術(shù)。
硯山ssl適用于網(wǎng)站、小程序/APP、API接口等需要進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用場景，ssl證書未來市場廣闊！成為創(chuàng)新互聯(lián)公司的ssl證書銷售渠道，可以享受市場價格4-6折優(yōu)惠！如果有意向歡迎電話聯(lián)系或者加微信：13518219792（備注：SSL證書合作）期待與您的合作！
管道通信技術(shù)
管道是一種通用的Linux IPC機(jī)制，它是一種單向的通信方式，數(shù)據(jù)在進(jìn)程之間單項傳輸。管道以兩個文件描述符來表示：管道的讀端和管道的寫端。管道通過有緩沖區(qū)的方式實現(xiàn)通信。管道常常被用來在父子進(jìn)程之間通信。
具體實現(xiàn)：創(chuàng)建一個管道使用pipe()函數(shù)。返回文件描述符數(shù)組，用于讀取和寫入數(shù)據(jù)。管道有兩個端口，通常一個端口專門用于寫數(shù)據(jù)，另一個端口專門用于讀數(shù)據(jù)。一般情況下，寫端只有在讀端打開管道并開始讀取數(shù)據(jù)前才能使用。
消息隊列通信技術(shù)
消息隊列是一種在進(jìn)程之間傳遞數(shù)據(jù)的通信方法。消息隊列允許不同的進(jìn)程發(fā)送當(dāng)前用戶的數(shù)據(jù)給其他進(jìn)程，而不必了解它們的狀態(tài)。消息隊列可以是多個進(jìn)程同時訪問。
具體實現(xiàn)：使用msgget函數(shù)創(chuàng)建消息隊列，返回一個唯一的標(biāo)識符(key)。每個消息隊列都有一個唯一的標(biāo)識符。將該標(biāo)識符傳遞給msgrcv函數(shù)和msgsnd函數(shù)，以連接到消息隊列。msgsnd將一個結(jié)構(gòu)體寫入消息隊列并讓其他進(jìn)程接收該結(jié)構(gòu)體。msgrcv從消息隊列中讀取數(shù)據(jù)，一直等到指定類型的消息到達(dá)。
共享內(nèi)存通信技術(shù)
共享內(nèi)存是一種允許多個進(jìn)程共享同一塊物理內(nèi)存和它們之間的數(shù)據(jù)。相比于管道和消息隊列，共享內(nèi)存的傳輸速度更快，但也更加復(fù)雜。當(dāng)多個進(jìn)程共享內(nèi)存時，只有一種方法可以確定數(shù)據(jù)何時可用以及其他進(jìn)程何時在寫入前等待訪問權(quán)。
具體實現(xiàn)：使用shmget函數(shù)創(chuàng)建共享內(nèi)存，返回一個唯一的標(biāo)識符(key)。之后使用shmat函數(shù)連接共享內(nèi)存，返回指向共享內(nèi)存段的指針。使用共享內(nèi)存段完成數(shù)據(jù)的讀取和寫入工作。在使用完共享內(nèi)存后，記得使用shmdt函數(shù)解除連接。
信號量通信技術(shù)
信號量是一種保護(hù)共享資源的機(jī)制，允許多個線程或進(jìn)程共享同一資源時進(jìn)行同步。它可以用來控制進(jìn)程數(shù)，或者讓某個進(jìn)程等待條件的滿足。信號量確保了一組進(jìn)程只有在獲取了共享的資源后才能繼續(xù)執(zhí)行。
具體實現(xiàn)：使用semget函數(shù)創(chuàng)建一個信號量，返回一個唯一的標(biāo)識符。之后可以使用semop函數(shù)進(jìn)行操作。semop函數(shù)使用結(jié)構(gòu)體指定操作。操作可以是增加或減少信號量的值。操作可以是立即獲取，也可以實現(xiàn)多層等待相對優(yōu)先權(quán)的進(jìn)程阻塞。同步信號也是一種信號，不使用與輸入和輸出，而是用于手動顯著進(jìn)程已完成某個特定的任務(wù)。
本文介紹了Linux操作系統(tǒng)中常用的四種線程通信技術(shù)，包括管道、消息隊列、共享內(nèi)存和信號量。線程通信技術(shù)是在多線程編程中非常重要的一部分，它們都有各自的優(yōu)缺點和使用場景。熟練掌握這些技術(shù)，可以使開發(fā)者更加高效地完成任務(wù)。無論是在Linux還是其它操作系統(tǒng)中，都必須熟練掌握線程通信技術(shù)。
相關(guān)問題拓展閱讀：
- Linux 多線程編程(二)
Linux 多線程編程(二)
三種專門用于線程同步的機(jī)制:POSIX信號量,互斥量和條件變量.
在Linux上信號量API有兩組,一組是System V IPC信號量,即PV操作,另外就是POSIX信號量,POSIX信號量的名字都是以sem_開頭.
phshared參數(shù)指定信號量的類型,若其值為0,就表示這個信號量是當(dāng)前進(jìn)程的局部信號量,否則該信號量可以在多個進(jìn)程之間共享.value值指定信號量的初始值,一般與下面的sem_wait函數(shù)相對應(yīng).
其中比較重要的函數(shù)sem_wait函數(shù)會以原子操作的方式將信號量的值減一,如果信號量的值為零,則sem_wait將會阻塞,信號量的值可以在sem_init函數(shù)中的value初始化;sem_trywait函數(shù)是sem_wait的非阻塞版本;sem_post函數(shù)將以原子的操作對信號量加一,當(dāng)信號量的值大于0時,其他正在調(diào)用sem_wait等待信號量的線程將被喚醒.
這些函數(shù)成功時返回0,失敗則返回-1并設(shè)置errno.
生產(chǎn)者消費者模型:
生產(chǎn)者對應(yīng)一個信號量:sem_t producer;
消費者對應(yīng)一個信號量:sem_t customer;
sem_init(&producer,2)—-生產(chǎn)者擁有資源,可以工悶亂作;
sem_init(&customer,0)—-消費者沒有資源,阻塞;
在訪問公共資源前對互滾耐斥量設(shè)置（加鎖），確保同一時間只有一個線程訪問數(shù)據(jù)，在訪問完成后再釋放（解鎖）互斥量.
互斥鎖的運(yùn)行方式:串行訪問共享資源;
信號量的運(yùn)行方式:并行訪問共享資源;
互斥量用pthread_mutex_t數(shù)據(jù)類型表示，在使用互斥量之前，必須使用pthread_mutex_init函數(shù)對它進(jìn)行初始化，注意，使用完畢后需調(diào)用pthread_mutex_destroy.
pthread_mutex_init用于初始化互斥鎖，mutexattr用于指定互斥鎖的屬性，若為NULL，則表示默認(rèn)屬性。除了用這個函數(shù)初始化互斥所外，還可以用如下方式初始化：pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER。
pthread_mutex_destroy用于銷毀互斥鎖，以釋放占用的內(nèi)核資源，銷毀一個已經(jīng)加鎖的互斥鎖將導(dǎo)致不可預(yù)期的后果。
pthread_mutex_lock以原子操作給一個互斥鎖加鎖。如果目標(biāo)互斥鎖已經(jīng)被加鎖，則pthread_mutex_lock則被阻塞，直到該互斥鎖占有者把它給解鎖.
pthread_mutex_trylock和pthread_mutex_lock類似，不過它始終立即返回，而不論作的互斥鎖是否加鎖，是pthread_mutex_lock的非阻塞版本.當(dāng)目標(biāo)互斥鎖未被加鎖時，pthread_mutex_trylock進(jìn)行加鎖操作；否則將返回EBUSY錯誤碼。注意：這里討論的pthread_mutex_lock和pthread_mutex_trylock是針對普通鎖而言的，對于其他類型的鎖，這兩個加鎖函數(shù)會有不同的行為.
pthread_mutex_unlock以原子操作方式給一個互斥鎖進(jìn)行解鎖操作。如果此時有其他線程正在等待這個互斥鎖，則這些線程中的一個將獲得它.
三個打印機(jī)輪流打印:
輸出結(jié)螞備檔果:
如果說互斥鎖是用于同步線程對共享數(shù)據(jù)的訪問的話,那么條件變量就是用于在線程之間同步共享數(shù)據(jù)的值.條件變量提供了一種線程之間通信的機(jī)制:當(dāng)某個共享數(shù)據(jù)達(dá)到某個值時,喚醒等待這個共享數(shù)據(jù)的線程.
條件變量會在條件不滿足的情況下阻塞線程.且條件變量和互斥量一起使用，允許線程以無競爭的方式等待特定的條件發(fā)生.
其中pthread_cond_broadcast函數(shù)以廣播的形式喚醒所有等待目標(biāo)條件變量的線程,pthread_cond_signal函數(shù)用于喚醒一個等待目標(biāo)條件變量線程.但有時候我們可能需要喚醒一個固定的線程,可以通過間接的方法實現(xiàn):定義一個能夠唯一標(biāo)識目標(biāo)線程的全局變量,在喚醒等待條件變量的線程前先設(shè)置該變量為目標(biāo)線程,然后采用廣播的方式喚醒所有等待的線程,這些線程被喚醒之后都檢查該變量以判斷是否是自己.
采用條件變量+互斥鎖實現(xiàn)生產(chǎn)者消費者模型:
運(yùn)行結(jié)果:
阻塞隊列+生產(chǎn)者消費者
運(yùn)行結(jié)果:
關(guān)于linux下線程之間通信的介紹到此就結(jié)束了，不知道你從中找到你需要的信息了嗎 ？如果你還想了解更多這方面的信息，記得收藏關(guān)注本站。
成都創(chuàng)新互聯(lián)科技有限公司，是一家專注于互聯(lián)網(wǎng)、IDC服務(wù)、應(yīng)用軟件開發(fā)、網(wǎng)站建設(shè)推廣的公司，為客戶提供互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)服務(wù)！
創(chuàng)新互聯(lián)（www.cdcxhl.com）提供簡單好用，價格厚道的香港/美國云服務(wù)器和獨立服務(wù)器。創(chuàng)新互聯(lián)——四川成都IDC機(jī)房服務(wù)器托管/機(jī)柜租用。為您精選優(yōu)質(zhì)idc數(shù)據(jù)中心機(jī)房租用、服務(wù)器托管、機(jī)柜租賃、大帶寬租用，高電服務(wù)器托管，算力服務(wù)器租用，可選線路電信、移動、聯(lián)通機(jī)房等。
文章標(biāo)題：基于Linux的線程通信技術(shù)簡介(linux下線程之間通信)
本文來源：http://fisionsoft.com.cn/article/dpohjgc.html
