第9章多线程编程PPT课件
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Java编程基础及应用(第2版)教学课件第9章Java多线程机制
进程是程序的一次动态执行 过程，它对应了从代码加载、执 行至执行完毕的一个完整过程， 这个过程也是进程本身从产生、 发展至消亡的过程。
现代操作系统可以同时管理 一个计算机系统中的多个进程， 即可以让计算机系统中的多个进 程轮流使用CPU资源。
§9.1.2 进程与线程
线程是比进程更小的执行 单位，一个进程在其执行过程 中，可以产生多个线程，形成 多条执行线索，每条线索，即 每个线程也有它自身的产生、 存在和消亡的过程。
例题1
§9.2.3 线程调度与优先级
处于就绪状态的线程首先进入就绪队列排队等候 CPU资源，同一时刻在就绪队列中的线程可能有多个。 Java虚拟机（JVM）中的线程调度器负责管理线程， 调度器把线程的优先级分为10个级别，分别用Thread 类中的类常量表示。
Java 调 度 器 的 任 务 是 使 高 优 先 级 的 线 程 能 始 终 运 行 ， 一旦时间片有空闲，则使具有同等优先级的线程以轮流 的方式顺序使用时间片。
5．currentThread():该方法是Thread类中的类方法，可以用类名调用，该方法
返回当前正在使用CPU资源的线程。
6．interrupt() ：一个占有CPU资源的线程可以让休眠的线程调用interrupt()方
法“吵醒”自己，即导致休眠的线程发生InterruptedException异常，从而结束休眠， 重新排队等待CPU资源。
例子5
例子5中有两个线程：会计和出纳，他俩共同拥有一个帐本。 他俩都可以使用saveOrTake(int amount)方法对帐本进行访问， 会计使用saveOrTake(int amount)方法时，向帐本上写入存钱记 录；出纳使用saveOrTake(int amount)方法时，向帐本写入取钱 记录。因此，当会计正在使用saveOrTake(int amount)时，出纳 被禁止使用，反之也是这样。
现代操作系统可以同时管理 一个计算机系统中的多个进程， 即可以让计算机系统中的多个进 程轮流使用CPU资源。
§9.1.2 进程与线程
线程是比进程更小的执行 单位，一个进程在其执行过程 中，可以产生多个线程，形成 多条执行线索，每条线索，即 每个线程也有它自身的产生、 存在和消亡的过程。
例题1
§9.2.3 线程调度与优先级
处于就绪状态的线程首先进入就绪队列排队等候 CPU资源，同一时刻在就绪队列中的线程可能有多个。 Java虚拟机（JVM）中的线程调度器负责管理线程， 调度器把线程的优先级分为10个级别，分别用Thread 类中的类常量表示。
Java 调 度 器 的 任 务 是 使 高 优 先 级 的 线 程 能 始 终 运 行 ， 一旦时间片有空闲，则使具有同等优先级的线程以轮流 的方式顺序使用时间片。
5．currentThread():该方法是Thread类中的类方法，可以用类名调用，该方法
返回当前正在使用CPU资源的线程。
6．interrupt() ：一个占有CPU资源的线程可以让休眠的线程调用interrupt()方
法“吵醒”自己，即导致休眠的线程发生InterruptedException异常，从而结束休眠， 重新排队等待CPU资源。
例子5
例子5中有两个线程：会计和出纳，他俩共同拥有一个帐本。 他俩都可以使用saveOrTake(int amount)方法对帐本进行访问， 会计使用saveOrTake(int amount)方法时，向帐本上写入存钱记 录；出纳使用saveOrTake(int amount)方法时，向帐本写入取钱 记录。因此，当会计正在使用saveOrTake(int amount)时，出纳 被禁止使用，反之也是这样。
多线程编程方法综述课件
03
06
多线程编程的未来发展 趋势与挑战
CHAPTER
并行计算框架的发展趋势
普及化
多样化
智能化
并行计算框架面临的挑战
编程难度
调试与优化
资源管理
并行计算框架的编程难 度较高，需要专业的知
识和技能。
并行计算程序的调试和 优化是一个复杂的过程， 需要更多的时间和精力。
并行计算框架需要有效 地管理计算资源，以确 保程序的性能和效率。
一致等。
死锁预防
采用合理的资源分配策略、保证 请求和释放资源的顺序一致、使
用锁协议、避免循环等待等。
线程安全问题及解决方案
线程安全问题
线程安全解决方案
使用同步机制（如互斥锁、信号量等） 来保证同一时间只有一个线程访问共 享数据，或者使用不可变对象设计模 式来避免线程安全问题。
线程间通信问题及解决方案
线程间通信问题
线程间通信解决方案
05
多线程编程的优化技巧 与最佳实践
CHAPTER
减少线程创建和销毁的开销
减少线程数量 使用线程池 合理设置线程池参数
使用锁和同步机制提高性能
01
02
03
避免锁竞争
使用细粒度锁定
使用读写锁
合理使用线程池提高资源利用率
选择合适的线程池类型
01
调整线程池参数
02
监控和调优
实现Runnable接口实现多线程
ABCD
使用Executor框架实现多线程
04
多线程编程的常见问题 及解决方案
CHAPTER
死锁问题及解决方案
死锁定义
死锁是指两个或多个线程在执行 过程中，因争夺资源而造成的一 种相互等待的现象，若无外力作 用，这些线程都将无法向前推进。
06
多线程编程的未来发展 趋势与挑战
CHAPTER
并行计算框架的发展趋势
普及化
多样化
智能化
并行计算框架面临的挑战
编程难度
调试与优化
资源管理
并行计算框架的编程难 度较高，需要专业的知
识和技能。
并行计算程序的调试和 优化是一个复杂的过程， 需要更多的时间和精力。
并行计算框架需要有效 地管理计算资源，以确 保程序的性能和效率。
一致等。
死锁预防
采用合理的资源分配策略、保证 请求和释放资源的顺序一致、使
用锁协议、避免循环等待等。
线程安全问题及解决方案
线程安全问题
线程安全解决方案
使用同步机制（如互斥锁、信号量等） 来保证同一时间只有一个线程访问共 享数据，或者使用不可变对象设计模 式来避免线程安全问题。
线程间通信问题及解决方案
线程间通信问题
线程间通信解决方案
05
多线程编程的优化技巧 与最佳实践
CHAPTER
减少线程创建和销毁的开销
减少线程数量 使用线程池 合理设置线程池参数
使用锁和同步机制提高性能
01
02
03
避免锁竞争
使用细粒度锁定
使用读写锁
合理使用线程池提高资源利用率
选择合适的线程池类型
01
调整线程池参数
02
监控和调优
实现Runnable接口实现多线程
ABCD
使用Executor框架实现多线程
04
多线程编程的常见问题 及解决方案
CHAPTER
死锁问题及解决方案
死锁定义
死锁是指两个或多个线程在执行 过程中，因争夺资源而造成的一 种相互等待的现象，若无外力作 用，这些线程都将无法向前推进。
《Java多线程编程课件》
为什么了解Java多线程编程很重要
提升性能
多线程编程可以使Java应用程序的性能得到显 著提高，从而提升用户体验。
应对高并发
Java是应对高并发应用程序的首选语言，多线 程编程技能 beco m e 绝对 necessary。
提高编程效率
多线程编程可以帮助您更快地完成任务，提高 软件开发效率。
拓宽职业发展路径
如何创建和启动线程
1
继承Thread类
继承Thread 类并重写run()方法即可创建一个线程对象。使用start()方法进行启动。
2
实现Runnable接口
实现Runnab le接口并实现run()方法即可创建一个线程对象。将该对象传递给Thread 的构造 函数，然后使用start()方法进行启动。
如何优化多线程编程
1 使用简洁的代码
2 尽量避免锁竞争
多线程编程应该尽可能简洁， 避免过于复杂的嵌套结构。
多线程程序中的锁竞争是永 恒的话题。尽量采用保证线程安全
保证线程安全的方法之一是使用不可变对象。不可变对象一旦被初始 化就不能再次发生变化，不需要进行同步，可以保证线程安全。
什么是Java并发包（concurrent包）
定义
Java并发包是Java SE 5中新增 的一套用于多线程编程的API， 提供了更高效、更可伸缩的线 程管理方式。
功能
Java并发包提供了诸如原子变 量、锁、阻塞队列、线程池、 异步计算等功能，可以极大地 简化Java多线程编程的行为。
优点
Java并发包的优点包括线程安 全性、高性能、可扩展性、错 误检测和性能调整等方面。
对多线程编程的了解将使您成为更有价值的开 发人员，有助于你在职业上更好的发展。
linux多线程编程ppt
互斥锁线程控制 （2）
其中，互斥锁可以分为快速互斥锁、递归互斥锁和检错互 斥锁。这三种锁的区别主要在于其他未占有互斥锁的线程 在希望得到互斥锁时是否需要阻塞等待。快速锁是指调用 线程会阻塞直至拥有互斥锁的线程解锁为止。递归互斥锁 能够成功地返回，并且增加调用线程在互斥上加锁的次数， 而检错互斥锁则为快速互斥锁的非阻塞版本，它会立即返 回并返回一个错误信息。默认属性为快速互斥锁。
线程机制的分类和特性 （2）
（3）内核线程
这种线程允许不同进程中的线程按照同一相对优先调度 方法进行调度，这样就可以发挥多处理器的并发优势。 现在大多数系统都采用用户级线程与核心级线程并存的 方法。一个用户级线程可以对应一个或几个核心级线程， 也就是“一对一”或“多对一”模型。这样既可满足多 处理机系统的需要，也可以最大限度地减少调度开销。 使用线程机制大大加快上下文切换速度而且节省很多资 源。但是因为在用户态和内核态均要实现调度管理，所 以会增加实现的复杂度和引起优先级翻转的可能性。一 个多线程程序的同步设计与调试也会增加程序实现的难 度。
Linux线程技术的发展 （1）
在Linux2.2内核中，并不存在真正意义上的线程。当时 Linux中常用的线程pthread实际上是通过进程来模拟的，也 就是说Linux中的线程也是通过fork()创建的“轻”进程， 并且线程的个数也很有限，最多只能有4096个进程/线程同 时运行。 在Linux2.2内核中，并不存在真正意义上的线程。当时 Linux中常用的线程pthread实际上是通过进程来模拟的，也 就是说Linux中的线程也是通过fork()创建的“轻”进程， 并且线程的个数也很有限，最多只能有4096个进程/线程同 时运行 。
java多线程编程PPT课件
一、线程的概念
线程的状态与生命周期
每个线程都与生命周期相关联，一个生命周期含有多个可 以互相转换的状态，线程从产生到消亡的生命周期中要经历创 建、就绪、运行、阻塞和死亡五种状态。通过线程的控制与调 度可使线程在这几个状态间转换，每个Java程序中都拥有一个 与main方法对应的主线程，必须在主线程中创建新的线程。
(1)创建状态：当一个Thread类或其子类的对象被声明并创 建后，该线程对象就处于创建状态。创建状态是线程已经创建 但未开始执行的一个特殊状态。处于创建状态的线程只是一个 空的线程对象，系统不为它分配资源但有自己的内存空间，通 过调用start()方法进入就绪状态。
一、线程的概念
(2)就绪状态：处于就绪状态的线程已经具备运行条件但还未获得时间 片，因此进入线程队列，等待系统为其分配CPU。一旦获得CPU，该线程 便进入运行状态并自动调用自己的Run()方法。
(5)死亡状态：死亡状态是线程生命周期的最后一个阶段，表示线程已 经退出运行状态并且不再进入就绪队列。当线程的run()方法结束或由于其 它原因被终止后，线程便进入消亡状态。线程的终止分为两种形式：一是 自然死亡即线程的run()方法正常结束，二是强制终止线程，如调用destory() 或stop()命令终止线程。
public class ng.0bject{ …… public final void notify();//通知方法 public final void notifyAll(); //通知所有的等待 public final void wait();//等待方法 public final void wait(long timeout); public final void wait(long timeout,int nanos);
多线程PPT
0为系统分配给栈的空间，(void *)1为传递给线程的参数列表。此函数运行时会
调用int addem(int count)函数。
_beginthread((void (*)(void *))addem, 0, (void *)11);
addem(12);
return 0;
}
int addem(int count)
int main(int argc, char *argv[])
{
//调用三个线程，index值分别为1,2,3
x=0;
_beginthread((void (*)(void *))addem, 0, (void *)1);
//创建线程函数，新线程的起始地址指向新线程调用的起始地址。(void (*)(void
*))addem为线程的起始地址，0为系统分配给栈的空间，(void *)1为传递给线程
的参数列表。此函数的目的是输出0--1的数字累加
_beginthread((void (*)(void *))addem, 0, (void *)2); addem(3); return 0; }
int addem(int index) {
案例名称：
独立线程程序的编写
小组成员：陈泳璇 石倩 旷昕 王烜 吉春雷
相关概念
线程： • 进程的一个执行单元，动态的。
• 同时对多个任务加以控制。程序
多线程： 能够停下手头的工作，改为处理其
他一些问题，再返回主进程。
多线 程的优
点：
• 1、提高CPU的利用率。
• 2、采用多线程技术，可以设置每 个线程的优先级，调整工作的进度。
实验目的：
通过对比实验，更直观的理解： • 多线程在计算机中并行处理。 • 线程之间运行顺序不一定（未
Java程序设计 课件 第9章 多线程
9.3.1 线程优 先级
要对线程进行调度，可以通过设置线程的优先级方式进行。优 先级越高的线程获得CPU执行的机会越大，而优先级越低的线 程获得CPU执行的机会越小。Java提供了10种优先级，分别用 1~10之间的整数表示，最高的优先级是10，用常量 Thread.MAX_PRIORITY表示；最低优先级是1，用常量 Thread.MIN_PRIORITY表示；一个线程的缺省优先级是5，用 常量Thread.NORM_PRIORITY表示。
第9章 多线程
9.1 进程和线 程
到目前为止所介绍过的各种程序都是单线程程序，程序都是从 main()方法入口开始执行到程序结束，整个过程只能顺序执行， 程序只能做一件事，如果程序在某个地方出现问题，那么整个
程序就会崩溃。有时需要程序“同时”可以做很多事，即所谓 多线程（Multi-thread）程序。
车次之后，火车站通知用户可以购票。但是车次不能无限增加， 必须符合火车站的吞吐量。
9.4.3 线程的 通信
如果想解决以上问题，就需要让线程进行通信，保证线程任务 的协调进行。Java在Object类中提供了wait()、notify()和 notifyAll()方法协调线程间的运行，实现线程的通信。线程间 通信过程如图9-6所示。
当多个线程使用同一个共享资源时，可以将处理共享资源的代 码放置到一个使用synchronized关键字来修饰的代码块中，这 个代码块称为同步代码块，语法格式如下：
synchronized(lock){
//处理共享资源的代码
}
在上述代码中，lock为锁对象，表示同步的对象。当线程执行 同步代码块时，JVM首先会检查lock锁对象的标志位，默认情 况下标志位为1，此时线程会执行synchronized同步代码块， 同时将锁对象的标志位置为0，当一个新的线程执行到这段同 步代码块时，由于锁对象的标志位为0，新线程会发生阻塞， 等待当前线程执行完同步代码块后，锁对象的标志位被置为1，
多线程ppt课件
mt.start(); mt.join(); Thread.sleep(3000); mt.start(); } }
输 出:Exception in thread "main" ng.IllegalThreadStateExce ption
说明:通过Thread实例的start()，一个Thread的实例只能产生一个线程
高性能: 多线程的目的是为了增加程序运 行的性能
2. Java线程概念
对线程的综合支持是Java技术的一个重要特 色.它提供了thread类、监视器和条件变量的 技术.
虽然许多操作系统支持多线程,但若要用C或 C++编写多线程程序是十分困难的，因为它们 对数据同步的支持不充分.
线程对象和线程的区别:
public class Test { public static void main(String[] args) throws Exception
{ for(int i=0;i<10;i++) { Thread t = new MyThread(); t.start(); }
Thread.sleep(10000);//让上面的线程运行完成 R r = new R(); for(int i=0;i<10;i++)
mythread t1=new mythread(); public void init(){ t1.start();} class mythread extends Thread { public void run() { for (int i=0;i<4;i++) System.out.println( " "+i); {
输 出:Exception in thread "main" ng.IllegalThreadStateExce ption
说明:通过Thread实例的start()，一个Thread的实例只能产生一个线程
高性能: 多线程的目的是为了增加程序运 行的性能
2. Java线程概念
对线程的综合支持是Java技术的一个重要特 色.它提供了thread类、监视器和条件变量的 技术.
虽然许多操作系统支持多线程,但若要用C或 C++编写多线程程序是十分困难的，因为它们 对数据同步的支持不充分.
线程对象和线程的区别:
public class Test { public static void main(String[] args) throws Exception
{ for(int i=0;i<10;i++) { Thread t = new MyThread(); t.start(); }
Thread.sleep(10000);//让上面的线程运行完成 R r = new R(); for(int i=0;i<10;i++)
mythread t1=new mythread(); public void init(){ t1.start();} class mythread extends Thread { public void run() { for (int i=0;i<4;i++) System.out.println( " "+i); {
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➢ 由于一个进程中的多个线程是共享数据段的，因此通常在线程 退出之后，退出线程所占用的资源并不会随着线程的终止而得 到释放。正如进程之间可以用wait()系统调用来同步终止并释放 资源一样，线程之间也有类似机制，那就是pthread_join()函数。
➢ pthread_join()可以用于将当前线程挂起来等待线程的结束。这个 函数是一个线程阻塞的函数，调用它的函数将一直等待到被等 待的线程结束为止，当函数返回时，被等待线程的资源就被收 回。
➢ Linux2.4内核消除了这个线程个数的限制，并且允许在系统运行 中动态地调整进程数上限。采用的是LinuxThread线程库，它对 应的线程模型是“一对一”线程模型，也就是一个用户级线程 对应一个内核线程，而线程之间的管理在内核外的函数库中实 现。
➢ 在Linux 内核2.6之前的版本中，进程是最主要的处理调度单元， 并没支持内核线程机制。Linux 2.6内核支持clone()系统调用，从 而实现共享地址空间的进程机制。因而Linux系统在1996年第一 次获得线程的支持，当时所使用的函数库被称为LinuxThread。 该函数库就使用clone()系统调用实现内核级的线程机制，在此前 的Linux版本中在用户层实现POSIX线程库。
➢ 轻量级进程：内核支持的用户线程，是内核线程的一种抽 象对象。
➢ 内核线程：允许不同进程中的线程按照同一相对优先调度 方法进行调度，这样就可以发挥多处理器的并发优势。
➢ 现在大多数系统都采用用户级线程与核心级线程并存的方 法。
Linux线程技术的发展
➢ 在Linux2.2内核中，并不存在真正意义上的线程。当时Linux中常 用的线程pthread实际上是通过进程来模拟的，并且线程的个数 也有限，最多只能有4096个进程/线程同时运行。
➢ 一个进程可以有多个线程，但却共享一个用户地址空间。
➢ 注意：由于线程共享了进程的资源和地址空间，因此，任何线 程对系统资源的操作都会给其他线程带来影响，多线程中的同 步是非常重要的问题。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 线程概述
线程一
进程 用户地址空间
线程二
线程三
线程机制的分类
➢ 用户级线程：调度算法和调度过程全部由用户自行选择决 定，在运行时不需要特定的内核支持。
➢ 互斥锁机制主要包括下面的基本函数。 ➢ 互斥锁初始化：pthread_mutex_init()
➢ 互斥锁上锁：pthread_mutex_lock()
➢ 互斥锁判断上锁：pthread_mutex_trylock() ➢ 互斥锁解锁：pthread_mutex_unlock() ➢ 消除互斥锁：pthread_mutex_destroy()
➢ PV原子操作主要用于进程或线程间的同步和互斥这两种典型情 况。若用于互斥，几个进程（或线程）往往只设置一个信号量 sem。
9.1 Linux线程概述
➢ 进程是系统中程序执行和资源分配的基本单位。每个进程都拥 有自己的数据段、代码段和堆栈段。
➢ 线程是进程内独立的一条运行路线，处理器调度的最小单元， 也可以称为轻量级进程。
➢ 线程可以对进程的内存空间和资源进行访问，并与同一进程中 的其他线程共享。因此，线程的上下文切换的开销比创建进程 小很多。
互斥锁线程控制
课堂练习：thread_mutex.c
信号量线程控制
➢ 在第8章中已经讲到，信号量也就是操作系统中所用到的PV原子 操作，它广泛用于进程或线程间的同步与互斥。信号量本质上 是一个非负的整数计数器，它被用来控制对公共资源的访问。
➢ PV原子操作是对整数计数器信号量sem的操作。一次P操作使 sem减一，而一次V操作使sem加一。进程（或线程）根据信号量 的值来判断是否对公共资源具有访问权限。当信号量sem的值大 于等于零时，该进程（或线程）具有公共资源的访问权限；相 反，当信号量sem的值小于零时，该进程（或线程）就将阻塞直 到信号量sem的值大于等于0为止。
线程基本编程
线程基本编程
课堂练习：thread.c
互斥锁线程控制
➢ 互斥锁是用一种简单的加锁方法来控制对共享资源的原子操作。 这个互斥锁只有两种状态，也就是上锁和解锁，可以把互斥锁 看作某种意义上的全局变量。在同一时刻只能有一个线程掌握 某个互斥锁，拥有上锁状态的线程能够对共享资源进行操作。 若其他线程希望上锁一个已经被上锁的互斥锁，则该线程就会 挂起，直到上锁的线程释放掉互斥锁为止。可以说，这把互斥 锁保证让每个线程对共享资源按顺序进行原子操作。
Linux线程技术的发展
➢ 为了改善LinuxThread问题，出现根据新内核机制重新编写 线程库的问题。许多项目在研究如何改善Linux对线程的支 持，其中两个最有竞争力的有由IBM主导的新一代POSIX 线程库（Next Generation POSIX Threads，简称为NGPT） 和由Red Hat主导的本地化POSIX线程库 (Native POSIX Thread Library，简称为NTPL)。
➢ NGPT项目在2002年启动，但为了避免出现有多个Linux线 程标准，所以在2003年停止该项目。与此同时NPTL问世， 最早在Red Hat Linux9中被支持，现在已经成为GNU C函数 库的一部分，同时也成为Linux线程的标准。
9.2 Linux线程编程
➢ 创建线程实际上就是确定调用该线程函数的入口点，这里通常 使用的函数是pthread_create()。在线程创建以后，就开始运行相 关的线程函数，在该函数运行完之后，该线程也就退出了，这 也是线程退出一种方法。另一种退出线程的方法是使用函数 pthread_exit()，这是线程的主动行为。
第9章 多线程编程
➢掌握Linux中线程的基本概念 ➢掌握Linux中线程的创建及使用 ➢掌握Linux中线程属性的设置 ➢能够独立编写多线程程序 ➢能够处理多线程中的同步与互斥问题
整体概况
概况一
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01
概况二
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02
概况三
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03
➢ pthread_join()可以用于将当前线程挂起来等待线程的结束。这个 函数是一个线程阻塞的函数，调用它的函数将一直等待到被等 待的线程结束为止，当函数返回时，被等待线程的资源就被收 回。
➢ Linux2.4内核消除了这个线程个数的限制，并且允许在系统运行 中动态地调整进程数上限。采用的是LinuxThread线程库，它对 应的线程模型是“一对一”线程模型，也就是一个用户级线程 对应一个内核线程，而线程之间的管理在内核外的函数库中实 现。
➢ 在Linux 内核2.6之前的版本中，进程是最主要的处理调度单元， 并没支持内核线程机制。Linux 2.6内核支持clone()系统调用，从 而实现共享地址空间的进程机制。因而Linux系统在1996年第一 次获得线程的支持，当时所使用的函数库被称为LinuxThread。 该函数库就使用clone()系统调用实现内核级的线程机制，在此前 的Linux版本中在用户层实现POSIX线程库。
➢ 轻量级进程：内核支持的用户线程，是内核线程的一种抽 象对象。
➢ 内核线程：允许不同进程中的线程按照同一相对优先调度 方法进行调度，这样就可以发挥多处理器的并发优势。
➢ 现在大多数系统都采用用户级线程与核心级线程并存的方 法。
Linux线程技术的发展
➢ 在Linux2.2内核中，并不存在真正意义上的线程。当时Linux中常 用的线程pthread实际上是通过进程来模拟的，并且线程的个数 也有限，最多只能有4096个进程/线程同时运行。
➢ 一个进程可以有多个线程，但却共享一个用户地址空间。
➢ 注意：由于线程共享了进程的资源和地址空间，因此，任何线 程对系统资源的操作都会给其他线程带来影响，多线程中的同 步是非常重要的问题。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 线程概述
线程一
进程 用户地址空间
线程二
线程三
线程机制的分类
➢ 用户级线程：调度算法和调度过程全部由用户自行选择决 定，在运行时不需要特定的内核支持。
➢ 互斥锁机制主要包括下面的基本函数。 ➢ 互斥锁初始化：pthread_mutex_init()
➢ 互斥锁上锁：pthread_mutex_lock()
➢ 互斥锁判断上锁：pthread_mutex_trylock() ➢ 互斥锁解锁：pthread_mutex_unlock() ➢ 消除互斥锁：pthread_mutex_destroy()
➢ PV原子操作主要用于进程或线程间的同步和互斥这两种典型情 况。若用于互斥，几个进程（或线程）往往只设置一个信号量 sem。
9.1 Linux线程概述
➢ 进程是系统中程序执行和资源分配的基本单位。每个进程都拥 有自己的数据段、代码段和堆栈段。
➢ 线程是进程内独立的一条运行路线，处理器调度的最小单元， 也可以称为轻量级进程。
➢ 线程可以对进程的内存空间和资源进行访问，并与同一进程中 的其他线程共享。因此，线程的上下文切换的开销比创建进程 小很多。
互斥锁线程控制
课堂练习：thread_mutex.c
信号量线程控制
➢ 在第8章中已经讲到，信号量也就是操作系统中所用到的PV原子 操作，它广泛用于进程或线程间的同步与互斥。信号量本质上 是一个非负的整数计数器，它被用来控制对公共资源的访问。
➢ PV原子操作是对整数计数器信号量sem的操作。一次P操作使 sem减一，而一次V操作使sem加一。进程（或线程）根据信号量 的值来判断是否对公共资源具有访问权限。当信号量sem的值大 于等于零时，该进程（或线程）具有公共资源的访问权限；相 反，当信号量sem的值小于零时，该进程（或线程）就将阻塞直 到信号量sem的值大于等于0为止。
线程基本编程
线程基本编程
课堂练习：thread.c
互斥锁线程控制
➢ 互斥锁是用一种简单的加锁方法来控制对共享资源的原子操作。 这个互斥锁只有两种状态，也就是上锁和解锁，可以把互斥锁 看作某种意义上的全局变量。在同一时刻只能有一个线程掌握 某个互斥锁，拥有上锁状态的线程能够对共享资源进行操作。 若其他线程希望上锁一个已经被上锁的互斥锁，则该线程就会 挂起，直到上锁的线程释放掉互斥锁为止。可以说，这把互斥 锁保证让每个线程对共享资源按顺序进行原子操作。
Linux线程技术的发展
➢ 为了改善LinuxThread问题，出现根据新内核机制重新编写 线程库的问题。许多项目在研究如何改善Linux对线程的支 持，其中两个最有竞争力的有由IBM主导的新一代POSIX 线程库（Next Generation POSIX Threads，简称为NGPT） 和由Red Hat主导的本地化POSIX线程库 (Native POSIX Thread Library，简称为NTPL)。
➢ NGPT项目在2002年启动，但为了避免出现有多个Linux线 程标准，所以在2003年停止该项目。与此同时NPTL问世， 最早在Red Hat Linux9中被支持，现在已经成为GNU C函数 库的一部分，同时也成为Linux线程的标准。
9.2 Linux线程编程
➢ 创建线程实际上就是确定调用该线程函数的入口点，这里通常 使用的函数是pthread_create()。在线程创建以后，就开始运行相 关的线程函数，在该函数运行完之后，该线程也就退出了，这 也是线程退出一种方法。另一种退出线程的方法是使用函数 pthread_exit()，这是线程的主动行为。
第9章 多线程编程
➢掌握Linux中线程的基本概念 ➢掌握Linux中线程的创建及使用 ➢掌握Linux中线程属性的设置 ➢能够独立编写多线程程序 ➢能够处理多线程中的同步与互斥问题
整体概况
概况一
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概况二
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概况三
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