深入理解线程间同步与互斥 1. 什么是线程互斥？ 简单来说，线程互斥就是当一个线程在访问某个共享资源时，其他线程不能同时访问。就好像多个线程都想去用一台打印机，为了避免打印乱套，得保证同一时间只有一个线程能使用，这就是互斥。 线程互斥 就是为了防止多个线程 同时访问某个共享资源（如变量、文件、临界区），导致数据错误或冲突。 先来看一段代码： 123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475#include <iostream>#include <stdio.h>#include <pthread.h>#include <vector>#include <string>#include <unistd.h>using namespace std;#define NUM 5 ...

线程控制 1. POSIX 线程库 1. 什么是 POSIX 线程库（pthread） POSIX（Portable Operating System Interface）线程库，又称（简称） pthread（POSIX Threads），是 Unix 系统下的标准化多线程编程接口（IEEE POSIX 标准（IEEE 1003.1c）定义的线程接口）。它提供了一组函数，用于在同一进程内创建、管理和同步多个线程，实现并发和并行处理。 pthread 线程库是应用层的原生线程库： 应用层指的是这个线程库并不是系统接口直接提供的，而是由第三方帮我们提供的。大部分 Linux 系统都会默认带上该线程库（原生的）。与线程有关的函数构成了一个完整的系列，绝大多数函数的名字都是以 pthread_ 打头的。要使用这些函数库，要通过引入头文件 <pthreaad.h>，链接这些线程函数库时，要使用编译器命令的 -lpthread 选项。 2. 特点 与操作系统紧密集成，性能开销小。 接口统一，可移植性好。 支持线程同步（互斥锁、条件变量）、线程属性设置等丰富功能。 线程共享同一进程的内 ...

线程概念 1. 什么是线程？它和进程的关系？ 1. 粒度：执行的“颗粒大小” 粒度（Granularity） 是个比喻术语，表示一个单位在调度或执行上的“精细程度”。举例说明： 进程 是一个较大单位（粗粒度）：拥有独立地址空间、资源。 线程 是进程内部的小单位（细粒度）：共享地址空间，调度更轻便。 比喻一下：一个公司（进程）可能有多个部门（线程），每个部门是公司内部的执行单位，共享同一个资源（办公室、资金）。 线程执行进程的代码（粒度细） 多线程可以同时执行同一个进程的多个代码分支，这比进程切换效率高。 一个进程内部多个线程共同完成任务，就像车间里多个工人一起干活。 2. 线程的定义 线程是操作系统调度的最小执行单位。 在用户/开发者角度看：线程是进程中的“执行分支”，多个线程可以并发执行进程中的不同任务。 在内核角度看：内核调度的是线程（Linux 称为“轻量级进程”），不是传统意义上的进程。 CPU 视角：只有“执行流”，每个 task_struct（无论是进程还是线程）在 CPU 看来都是“可调度实体”。因此 Linux 把线程干脆叫“轻量级进 ...

进程信号 —— 信号的处理 Linux 进程信号【信号处理】 | CSDN 1. 捕捉/处理信号（进程地址空间） 1. 内核空间与用户空间 每一个进程都有自己的进程地址空间，该进程地址空间由内核空间和用户空间组成： 用户所写的代码和数据位于用户空间，通过用户级页表与物理内存之间建立映射关系。 内核空间存储的实际上是操作系统代码和数据，通过内核级页表与物理内存之间建立映射关系。 内核级页表是一个全局的页表，它用来维护操作系统的代码与进程之间的关系。因此，在每个进程的进程地址空间中，用户空间是属于当前进程的，每个进程看到的代码和数据是完全不同的，但内核空间所存放的都是操作系统的代码和数据，所有进程看到的都是一样的内容。 操作系统本质上就是一个“基于时钟中断的死循环” ，它通过中断机制不断调度任务，实现多任务并发的“假象”。 OS 本身并没有“结束”的时候，它一直在“看有没有事要做”。 它开机后就进入一个大循环：看有没有进程要运行（调度）、看有没有中断发生、处理完后继续循环，这个循环不会退出，除非关机。 时钟中断就像是操作系统的心跳，每隔一段时间就“敲一下操作系统”：“该换人干 ...

进程信号 —— 信号的保存 1. 信号的其他相关概念 概念 含义 例子 信号产生（Generate） 内核决定给进程发送一个信号 比如你按了 Ctrl+C，系统决定给你的程序发一个 SIGINT 信号，就像同事敲了你的门说“有事” 信号未决（Pending） 信号已经产生，但还没被处理，只能排队等着 你正在开会，同事敲了门，但你没理他，他的请求被记下来了，等你有空再处理 信号阻塞（Blocked） 你设置了“我暂时不想处理这些信号” 你提前设置了“开会期间不接电话”，这些信号来了也只能排队等待，不会立刻打断你 信号递达（Delivery） 信号从 pending 状态变为被处理的状态 你开完会，系统发现有一个 SIGINT 在排队，于是开始处理它，触发你设置的处理函数 信号处理（Handler） 你决定怎么处理这个信号（默认、忽略、自定义函数） 你决定怎么处理这个信号：1. 默认处理（系统帮你处理）2. 忽略处理（假装没发生）3. 自定义函数（你写好逻辑来处理） 阻塞 ≠ 忽略 ≠ 未决： 阻塞 是控制递达的时机，信号仍然会记录下来（进入 pend ...

进程信号 —— 信号的产生 首先，本节的信号和上一节的信号量没有任何关系！它们的关系就像老婆饼和老婆，没有任何关系！后面的内容主要是根据 信号的产生 → 信号的保存 → 信号的处理 来进行讲解。 Linux 中的 31 个普通信号 1. 信号的概念 1. 生活中的信号 生活中常见的信号，比如： 闹钟：闹钟响 = 通知你该起床了。 红绿灯：红灯亮 = 告诉你该停下来了。 电话：响铃 = 通知你有人呼叫你，需要你接听。 警报器：火警 = 紧急中断，要求人立刻撤离。 可见，信号本质就是“通知 + 响应”，核心思想是：不需要你一直盯着，只要有事就异步提醒你。 2. 信号的定义与理解 信号是一种 异步通知机制。用来 通知进程 发生了某种 异步事件。本质：操作系统向一个进程发送一个整数编号（信号编号），告诉它“发生了某件事”，要求它“采取行动”或“做出响应”。 Q：你怎么认识这些信号？ A：有人教我 → 我记住了。认识：① 识别信号 ② 知道信号的处理方法。即便现在没有信号产生，我们也知道信号产生后该干什么。那么我们是谁？站在 OS 层面，我们自然是进程啦~ 一个进程必须具备识别和 ...

System V 消息队列和信号量（了解） 【Linux】进程间通信 4——system V 消息队列，信号量 | CSDN System V IPC ---- 消息队列详解 | CSDN 博客 消息队列的视频 & 博文 | YouTobe System V 消息队列（编程接口指南） 信号量机制讲解 1. 消息队列的原理 System V 消息队列 是 UNIX/Linux 下的一种 进程间通信（IPC）机制，它允许不同进程以 消息（message）为单位交换数据，消息以 先进先出 的队列形式组织。异步通信：发送者发送后可以立即返回，接收者可随时读取。 System V 消息队列通过在内核中维护一个带有类型标记（mtype）的 FIFO 队列，实现了同一物理队列内多逻辑队列的分发能力，所有消息存在内核缓冲区，进程间通过 msgsnd/msgrcv 异步收发，OS 负责元数据管理与调度。 “如果只是一味地读数据，进程怎么知道哪些才是应该要读取的数据？” 这就是 mtype 的意义——把“一个大 FIFO”变成“多条逻辑子队列”。这也是 System V MQ 和单纯的管道（ ...

进程间通信 —— System V 共享内存 传统的 System V IPC 主要包括三种：共享内存、消息队列、信号量，我们后面主要涉及其 System v 共享内存，消息队列和信号量仅作为了解。 现代开发和教学中，共享内存 作为重点和常用技术，而 消息队列 和 信号量 相对被弱化，主要有以下原因（了解，信息来自网络）： 共享内存的独特优势（不可替代性）： 极致性能（说白了就是快）： 它是所有 IPC 方式中 速度最快 的。一旦建立映射，数据交换直接在内存中进行，没有内核到用户空间的数据拷贝开销。 灵活性： 共享内存本身只是提供了一块共享区域，进程可以在上面构建任何复杂的数据结构和通信协议。消息队列则限制了消息的结构和大小。 消息队列的局限性（逐渐被替代）： 性能瓶颈： 每次发送和接收消息都涉及 系统调用 和 数据在内核与用户空间之间的拷贝。对于大量或高频小消息的开销非常明显。 灵活性限制： 消息有最大长度限制，且通常是 FIFO 的，虽然支持优先级，但模型相对固定。 注： 老方案，API 麻烦，扩展性差，写多进程服务时不如直接用 socket。一般直接 ...

日志 1. 为什么需要日志等级？ 在实际生产中，程序输出的信息非常多，如果没有等级就会导致： 开发阶段找不到重点（调试信息太多）。 上线后也不好排查问题（没有区分严重错误和普通信息）。 因此，合理使用日志等级，能让我们： 快速定位错误。 过滤无用信息。 分环境（开发、测试、生产）灵活控制日志量。 2. Linux 常见日志等级 以 syslog 标准 为例（这是 Linux 内核和很多守护进程默认遵循的）： 等级名 数值（优先级） 典型含义 EMERG 0 系统不可用，比如内核崩溃（panic） ALERT 1 必须立刻采取措施，比如磁盘坏块 CRIT 2 严重错误，可能导致程序崩溃 ERR (ERROR) 3 一般错误，需要修复 WARNING 4 警告信息，可能有潜在风险 NOTICE 5 正常但需要注意的事件 INFO 6 普通运行信息 DEBUG 7 调试信息，开发阶段最详细 数值越小，级别越高，越重要。 在生产环境中，一般只保留 WARNING 及以上等级，避免刷盘压力和磁盘占用。 然而在实际操作当中，我们大多只考 ...