1、多线程间的互斥
一般性原则
每一个临界资源都需要一个线程锁进行保护!
有趣的示例
都分别试图获取两把线程锁,阻塞其它进程,保护临界资源
2、编程实验
有趣的示例 76-1.pro
#include <QtCore/QCoreApplication>
#include <QThread>
#include <QMutex>
#include <QDebug>
QMutex g_mutex_1;
QMutex g_mutex_2;
class ThreadA : public QThread
{
protected:
void run()
{
while( true )
{
g_mutex_1.lock();
qDebug() << objectName() << "get m1";
g_mutex_2.lock();
qDebug() << objectName() << "get m2";
qDebug() << objectName() << "do work ...";
g_mutex_2.unlock();
g_mutex_1.unlock();
sleep(1);
}
}
};
class ThreadB : public QThread
{
protected:
void run()
{
while( true )
{
g_mutex_2.lock();
qDebug() << objectName() << "get m2";
g_mutex_1.lock();
qDebug() << objectName() << "get m1";
qDebug() << objectName() << "do work ...";
g_mutex_1.unlock();
g_mutex_2.unlock();
sleep(1);
}
}
};
int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication a(argc, argv);
ThreadA ta;
ThreadB tb;
ta.setObjectName("ta");
tb.setObjectName("tb");
ta.start();
tb.start();
return a.exec();
}
运气好的话某一线程可能完成一次工作
线程的死锁概念
-线程间相互等待临界资源而造成彼此无法继续执行
发生死锁的条件 (满足不一定发生)
-系统中存在多个临界资源且临界资源不可抢占(每次只能给一个线程使用)
-线程需要多个临界资源才能继续执行
死锁的避免
-对所有的临界资源都分配一个唯一的序号(r1,r2,rn)
-对应的线程锁也分配同样的序号(m1, m2 , mn)
-系统中的每个线程按照严格递增的次序请求资源
针对上面死锁实验只需要将线程B中的锁换一下位置即可
信号量的概念
-信号量是特殊的线程锁
-信号量允许N个线程同时访问临界资源
-Qt中直接支持信号量(QSemaphore)
QSemaphore使用示例
QSemaphore对象中维护了一个整型值
★ acquire()使得该值减1 , release()使得该值加1
★ 当该值为0时,acquire()函数将阻塞当前线程
3、编程实验
再论生产消费者问题 76-2.pro
main.cpp
#include <QtCore/QCoreApplication>
#include <QThread>
#include <QSemaphore>
#include <Qdebug>
const int SIZE = 5;
unsigned char g_buff[SIZE] = {0};//5个仓库
QSemaphore g_sem_free(SIZE); // 标识当前可存仓库,用于阻塞生产者存
QSemaphore g_sem_used(0); // 标识当前可取仓库,用于阻塞消费者取
class Producer : public QThread
{
protected:
void run()
{
while( true )
{
int value = qrand() % 256;
//若g_sem_free信号量(整形值)为0,阻塞在这里,不可存
g_sem_free.acquire();
for(int i=0; i<SIZE; i++)
{
if( !g_buff[i] )
{
g_buff[i] = value;
qDebug() << objectName() << " generate: {" << i << ", " << value << "}";
break;
}
}
//g_sem_used信号量加1,可取仓库加1
g_sem_used.release();
sleep(2);
}
}
};
class Customer : public QThread
{
protected:
void run()
{
while( true )
{
//若g_sem_used信号量为0,阻塞在这里,不可取
g_sem_used.acquire();
for(int i=0; i<SIZE; i++)
{
if( g_buff[i] )
{
int value = g_buff[i];
g_buff[i] = 0;
qDebug() << objectName() << " consume: {" << i << ", " << value << "}";
break;
}
}
//g_sem_free信号量加1,可存仓库加1
g_sem_free.release();
sleep(1);
}
}
};
int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication a(argc, argv);
Producer p1;
Producer p2;
Producer p3;
p1.setObjectName("p1");
p2.setObjectName("p2");
p3.setObjectName("p3");
Customer c1;
Customer c2;
c1.setObjectName("c1");
c2.setObjectName("c2");
p1.start();
p2.start();
p3.start();
c1.start();
c2.start();
return a.exec();
}
4、小结
多线程间相互等待临界资源将导致死锁
可以对临界资源进行编号的方法避免死锁
所有线程必须按照严格递增的次序请求资源
Qt中直接支持信号量(QSemaphore)
信号量允许N个线程同时访问临界资源