Linux&C 线程控制 课后习题

Q1：多线程与多进程相比有什么优势？

• 多进程程序耗费的资源大，因为fork()的时候子进程需要继承父进程的几乎所有东西，但是多线程程序线程只继承一部分，即自己的私有数据，例如自己的线程ID，一组寄存器，堆栈，信号屏蔽字，errno值，调度优先级

• 多进程的程序之间的数据相互独立，所以通信之间就必须要专门的通信方式，但是多线程之间共享数据空间，所以线程之间通信变的方便。

• 多进程之间被分配不同的内存空间，所以进程之间的切换就相对比较慢，但是多线程之间共享主线程的地址和内存空间，所以线程之间的切换就十分迅速。

• 多线程程序使得要处理多个命令的程序结构变得简单，每个线程可以只让它执行一条命令。

Q2：编写一个多线程程序，要求主线程创建3个子线程，3个子线程同时修改它们共享的一个全局变量，看看有什么结果？

当然会产生一些意想不到的结果，不能正确的修改，只研究这个问题是没什么意义的，解决线程间资源不同步的问题—-互斥锁
代码如下：互斥锁的用法

Q3：如何在多线程程序中实现线程的同步，有哪些方式？

我知道两种方式：互斥锁和条件变量
互斥锁：它可以解决多线程之间访问同一变量时的不同步问题，即可以保证在某一事件在一个时刻只可能被一个线程访问。
条件变量：它可以解决对于一个全局变量（可以是一段代码——临界区，也可以是一个资源——某个文件）多线程同时访问时的不同步问题。也是保证某个资源只能在一个时间被一个线程访问。它一般和互斥锁配合使用，使用时如果没有抢到锁，就会阻塞在锁的位置。一旦抢到锁，就进入wait状态，这时会将锁释放，然后等待signal或者broadcast激活后，又会重新加锁。
互斥锁代码上面有，条件变量代码如下:互斥锁的用法

Q4：写出创建线程私有数据的步骤。

创建线程的私有数据，即一键多值技术，步骤如下：
1：申请一个”key”; pthread_key_t key;
2：创建这个”key”；pthread_key_create(&key,NULL);
3：将这个”key”与线程内部的”全局变量”相关联。pthread_setspecific(key,globvar);
4：得到与该函数相关的”key”值：pthread_key_getspecific(key);
5：销毁一个”key”：pthread_key_delete(key);
代码如下：TSD——一键多值技术

Q5：编写一个多进程多线程的程序，要求创建4个子进程，每个子进程创建两个线程，进程和线程的功能不做要求，可以只打印一句话。代码如下：

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<pthread.h>
#include<stdlib.h>
void *func1()
{
    printf("i am a thread,threadId:%u\n",pthread_self());
}
int main(int argc,char *argv[])
{
    int pid1,pid2,pid3;
    pthread_t tid1,tid2,tid3,tid4,tid5,tid6,tid7,tid8;
    pid1 = fork();
    switch(pid1)
    {
        case 0:
            pid2 = fork();
            switch(pid2)
            {
                case 0:
                    printf("i am a process ,pid:%d\n",getpid());
                    pthread_create(&tid1,NULL,func1,NULL);
                    pthread_create(&tid2,NULL,func1,NULL);
                    break;
                default:
                    printf("i am a process ,pid:%d\n",getpid());
                    pthread_create(&tid3,NULL,func1,NULL);
                    pthread_create(&tid4,NULL,func1,NULL);
                   // exit(0);
                    break;
            }
        default:
            pid3 = fork();
            switch(pid3)
            {
                case 0:
                    printf("i am a process ,pid:%d\n",getpid());
                    pthread_create(&tid5,NULL,func1,NULL);
                    pthread_create(&tid6,NULL,func1,NULL);
                    break;
                default:
                    printf("i am a process ,pid:%d\n",getpid());
                    pthread_create(&tid7,NULL,func1,NULL);
                    pthread_create(&tid8,NULL,func1,NULL);
                   // exit(0);
                    break;
            }
    }
}