linux理发师多线程问题

4 Thread 47056990144784 (LWP 11071) 0x00002acc4a40e63c in recvfrom () from /lib/libc.so.6
3 Thread 47057194060048 (LWP 11072) 0x00002acc4a406fc2 in select () from /lib/libc.so.6
ovtsvn@ovtsvn:~/MASS4/src/icdn/src$ 然后top命令查看线程信息：
top -H -p 11065
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
#3 0x00002acc4a40d6dd in clone () from /lib/libc.so.6
#4 0x0000000000000000 in ?? (ห้องสมุดไป่ตู้
来看一下101行的代码：
(gdb) l
96 }
97
98 int CSendFile::SendFile(const string& pathname)
#1 0x000000000040592e in CIcdn::TaskThread (pParam=0x7fff617eafe0) at ../src/cicdn.cpp:128
#2 0x00002acc4a90b73a in start_thread () from /lib/libpthread.so.0
at ../src/csendfile.cpp:101
101 while(1)
(gdb)
bt一下：
(gdb) bt
#0 CSendFile::SendFile (this=0x2acc5d4aff40, pathname=@0x2acc5d4afee0) at ../src/csendfile.cpp:101

linux多线程编程详解教程（线程通过信号量实现通信代码）线程按照其调度者可以分为⽤户级线程和核⼼级线程两种。

（1）⽤户级线程主要解决的是上下⽂切换的问题，它的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。

在这⾥，操作系统往往会提供⼀个⽤户空间的线程库，该线程库提供了线程的创建、调度、撤销等功能，⽽内核仍然仅对进程进⾏管理。

如果⼀个进程中的某⼀个线程调⽤了⼀个阻塞的系统调⽤，那么该进程包括该进程中的其他所有线程也同时被阻塞。

这种⽤户级线程的主要缺点是在⼀个进程中的多个线程的调度中⽆法发挥多处理器的优势。

（2）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。

Linux的线程实现是在核外进⾏的，核内提供的是创建进程的接⼝do_fork()。

内核提供了两个系统调⽤clone()和fork()，最终都⽤不同的参数调⽤do_fork()核内API。

当然，要想实现线程，没有核⼼对多进程（其实是轻量级进程）共享数据段的⽀持是不⾏的，因此，do_fork()提供了很多参数，包括CLONE_VM（共享内存空间）、CLONE_FS（共享⽂件系统信息）、CLONE_FILES（共享⽂件描述符表）、CLONE_SIGHAND（共享信号句柄表）和CLONE_PID（共享进程ID，仅对核内进程，即0号进程有效）。

当使⽤fork系统调⽤时，内核调⽤do_fork()不使⽤任何共享属性，进程拥有独⽴的运⾏环境，⽽使⽤pthread_create()来创建线程时，则最终设置了所有这些属性来调⽤__clone()，⽽这些参数⼜全部传给核内的do_fork()，从⽽创建的“进程”拥有共享的运⾏环境，只有栈是独⽴的，由__clone()传⼊。

Linux命令高级技巧使用xargs和parallel进行多线程命令执行在Linux系统中，命令行操作是一项非常重要的技能，掌握高级的命令行技巧对于提高工作效率和简化复杂任务是至关重要的。

本文将介绍如何使用xargs和parallel命令进行多线程命令执行的高级技巧。

1. 使用xargs进行多线程命令执行在Linux系统中，xargs命令可以用于将标准输入的内容转化为命令行参数，并将这些参数传递给指定命令进行执行。

这使得我们可以方便地并行执行多个命令，提高执行效率。

xargs的基本语法如下：```command | xargs [options] command ...```其中，第一个command产生一系列的参数，这些参数将作为输入传递给后面的command进行执行。

下面是一个示例，展示如何使用xargs命令同时查找多个文件中包含指定关键字的行数：```find /path/to/files -name "*.txt" | xargs grep -c "keyword"```在这个例子中，find命令用于查找指定路径下的所有扩展名为.txt的文件，并将文件列表传递给xargs命令。

xargs命令再将这些文件名作为参数传递给grep命令，执行关键字查找操作。

2. 使用parallel进行多线程命令执行与xargs类似，parallel也可以用于并行执行多个命令。

不同的是，parallel可以更精确地控制线程数量和命令执行顺序。

parallel的基本语法如下：```parallel [options] command < list-of-inputs```其中，command是需要并行执行的命令，list-of-inputs是作为命令参数的输入列表。

下面的示例展示了如何使用parallel命令在多个服务器上复制文件：```parallel -S server1,server2,server3 cp source_file {} ::: destination1 destination2 destination3```在这个例子中，-S选项指定了要在哪些服务器上执行命令。

用多线程同步方法解决睡眠理发师问题（ Sleeping-Barber Problem)1 ．操作系统：Linux2 ．程序设计语言：C语言3 ．设有1个理发师5把椅子（另外还有一把理发椅），几把椅子可用连续存储单元.1．技术要求：1）为每个理发师／顾客产生一个线程，设计正确的同步算法2）每个顾客进入理发室后，即时显示“Entered”及其线程自定义标识，还同时显示理发室共有几名顾客及其所坐的位置。

3）至少有10 个顾客，每人理发至少3秒钟。

4）多个顾客须共享操作函数代码。

提示:(1) 连续存储区可用数组实现。

(2) 编译命令可用：gcc -lpthread -o 目标文件名源文件名(3) 多线程编程方法参见附件。

）详细代码#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <errno.h>#include <pthread.h>#include <sys/ipc.h>#include <semaphore.h>#include <fcntl.h>#define n 5time_t end_time;sem_t mutex, customers, barbers;int count = 0;int chair [5] = {-1, -1, -1, -1, -1 };void barber(void *arg)while (time (NULL) < end_time || count>0)while (count > 0)sem_wait(&customers);sem_wait(&mutex);count--;printf ("the barber is cutting hair, count is : %d\n", count);sem_post(&mutex);sem_post(&barbers);sleep(3);void customer (void *arg)int i ,id= 0, num=0;while (time (NULL) < end_time)sem_wait(&mutex);if (count< n)count++;num= count % 5;num++;printf("customer entered:the customer %s comes in and sits at %d the chair count is:%d\n", (char *)arg, num, count);sem_post(&mutex);sem_post(&customers);sem_wait(&barbers);elsesem_post(&mutex);sleep(2);int main (int argc, char *argv[])pthread_t id1, id2, id3, id4, id5, id6, id7, id8, id9, id10, id11;int ret= 0;int i;end_time = time (NULL) + 30;sem_init (&mutex, 0, 1);ret = sem_init (&barbers, 0, 1);for (i =0;i<5;i++)chair [i] = -1;if (0!= ret)perror("sem init");ret= pthread_create (&id11, NULL, (void*)barber,"id11"); if (0!= ret)perror("create barber");ret = pthread_create ( &id1,NULL,(void*)customer, "id1"); if (0!= ret)perror("create customers");ret = pthread_create(&id2, NULL, (void*)customer, "id2"); if (0!=ret)perror("create customers");ret = pthread_create(&id3, NULL, (void*)customer, "id3"); if (0!=ret)perror("create customers");ret = pthread_create(&id4, NULL, (void*)customer, "id4"); if (0!=ret)perror("create customers");ret = pthread_create(&id5, NULL, (void*)customer, "id5"); if(0!=ret)perror("create custmers");ret = pthread_create(&id6, NULL, (void*)customer, "id6"); if (0!= ret)perror("create customers");ret = pthread_create ( &id7,NULL,(void*)customer, "id7"); if (0!= ret)perror("create customers");ret = pthread_create(&id8, NULL, (void*)customer, "id8"); if (0!=ret)perror("create customers");ret = pthread_create(&id9, NULL, (void*)customer, "id9"); if (0!=ret)perror("create customers");ret = pthread_create(&id10, NULL, (void*)customer, "id10");if (0!=ret)perror("create customers");pthread_join(id1, NULL);pthread_join(id2, NULL);pthread_join(id3, NULL);pthread_join(id4, NULL); pthread_join(id5, NULL); pthread_join(id6, NULL); pthread_join(id7, NULL); pthread_join(id8, NULL); pthread_join(id9, NULL); pthread_join(id10, NULL); pthread_join(id11, NULL); exit(0);运行结果如下。

Linux 多线程编程问题1重入问题传统的UNIX没有太多考虑线程问题，库函数里过多使用了全局和静态数据，导致严重的线程重入问题。

1.1–D_REENTRANT /-pthread和errno的重入问题。

所先UNIX的系统调用被设计为出错返回-1，把错误码放在errno中（更简单而直接的方法应该是程序直接返回错误码，或者通过几个参数指针来返回）。

由于线程共享所有的数据区，而errno是一个全局的变量，这里产生了最糟糕的线程重入问题。

比如：do {bytes = recv(netfd, recvbuf, buflen, 0);} while (bytes != -1 && errno != EINTR);在上面的处理recv被信号打断的程序里。

如果这时连接被关闭，此时errno应该不等于EINTR，如果别的线程正好设置errno为EINTR，这时程序就可能进入死循环。

其它的错误码处理也可能进入不可预测的分支。

在线程需求刚开始时，很多方面技术和标准（TLS）还不够成熟，所以在为了解决这个重入问题引入了一个解决方案，把errno定义为一个宏：extern int *__errno_location (void);#define errno (*__errno_location())在上面的方案里，访问errno之前先调用__errno_location()函数，线程库提供这个函数，不同线程返回各自errno的地址，从而解决这个重入问题。

在编译时加-D_REENTRANT就是启用上面的宏，避免errno重入。

另外-D_REENTRANT还影响一些stdio的函数。

在较高版本的gcc里，有很多嵌入函数的优化，比如把printf(“Hello\n”);优化为puts(“hello\n”);之类的，有些优化在多线程下有问题。

所以gcc引入了–pthread 参数，这个参数出了-D_REENTRANT外，还校正一些针对多线程的优化。

linux多线程全⾯解析引⼊：在传统的Unix模型中，当⼀个进程需要由另⼀个实体执⾏某件事时，该进程派⽣（fork）⼀个⼦进程，让⼦进程去进⾏处理。

Unix下的⼤多数⽹络服务器程序都是这么编写的，即⽗进程接受连接，派⽣⼦进程，⼦进程处理与客户的交互。

虽然这种模型很多年来使⽤得很好，但是fork时有⼀些问题：fork是昂贵的。

内存映像要从⽗进程拷贝到⼦进程，所有描述字要在⼦进程中复制等等。

⽬前有的Unix实现使⽤⼀种叫做写时拷贝（copy－on－write）的技术，可避免⽗进程数据空间向⼦进程的拷贝。

尽管有这种优化技术，fork仍然是昂贵的。

2. fork⼦进程后，需要⽤进程间通信（IPC）在⽗⼦进程之间传递信息。

Fork之前的信息容易传递，因为⼦进程从⼀开始就有⽗进程数据空间及所有描述字的拷贝。

但是从⼦进程返回信息给⽗进程需要做更多的⼯作。

线程有助于解决这两个问题。

线程有时被称为轻权进程（lightweight process），因为线程⽐进程“轻权”，⼀般来说，创建⼀个线程要⽐创建⼀个进程快10～100倍。

⼀个进程中的所有线程共享相同的全局内存，这使得线程很容易共享信息，但是这种简易性也带来了同步问题。

⼀个进程中的所有线程不仅共享全局变量，⽽且共享：进程指令、⼤多数数据、打开的⽂件（如描述字）、信号处理程序和信号处置、当前⼯作⽬录、⽤户ID和组ID。

但是每个线程有⾃⼰的线程ID、寄存器集合（包括程序计数器和栈指针）、栈（⽤于存放局部变量和返回地址）、error、信号掩码、优先级。

在Linux中线程编程符合Posix.1标准，称为Pthreads。

所有的pthread函数都以pthread_开头。

在调⽤它们前均要包括pthread.h头⽂件，⼀个函数库libpthread实现。

1.线程基础介绍：数据结构：pthread_t:线程的IDpthread_attr_t:线程的属性操作函数：pthread_create()：创建⼀个线程pthread_exit()：终⽌当前线程pthread_cancel()：中断另外⼀个线程的运⾏pthread_join()：阻塞当前的线程，直到另外⼀个线程运⾏结束pthread_attr_init()：初始化线程的属性pthread_attr_setdetachstate()：设置脱离状态的属性（决定这个线程在终⽌时是否可以被结合）pthread_attr_getdetachstate()：获取脱离状态的属性pthread_attr_destroy()：删除线程的属性pthread_kill()：向线程发送⼀个信号同步函数：⽤于 mutex 和条件变量pthread_mutex_init()初始化互斥锁pthread_mutex_destroy()删除互斥锁pthread_mutex_lock()：占有互斥锁（阻塞操作）pthread_mutex_trylock()：试图占有互斥锁（不阻塞操作）。

一、可行性分析 (1)（一）、信号及信号来源 (1)（二）信号的种类 (4)（三）试验 (11)一、可行性分析信号是通知进程已发生某种条件的一种技术。

例如，若某一进程执行除法操作，其除数为0，则将名为SIGFPE的信号发送给该进程。

进程如何处理信号有三种选择：* 忽视该信号。

有些信号表示异常发生，例如，除以0或访问进程地址空间以外的单元等，因为这些异常产生的后果不确定，所以不推荐使用这种处理方式。

* 按系统默认方式处理。

对于0除，系统默认方式是终止该进程。

* 提供一个函数，信号发生时则可以调用该函数。

使用这种方式，我们将能够知道什么时候产生了信号，并按所希望的方式处理它。

由此可见，利用信号机制，可以实现对一些异常信息的监控处理；为了更好的理解，有必要先对信号的原理，以及处理机制进行描述：（一）、信号及信号来源信号本质信号是在软件层次上对中断机制的一种模拟，在原理上，一个进程收到一个信号与处理器收到一个中断请求可以说是一样的。

信号是异步的，一个进程不必通过任何操作来等待信号的到达，事实上，进程也不知道信号到底什么时候到达。

信号是进程间通信机制中唯一的异步通信机制，可以看作是异步通知，通知接收信号的进程有哪些事情发生了。

信号机制经过POSIX实时扩展后，功能更加强大，除了基本通知功能外，还可以传递附加信息。

信号来源信号事件的发生有两个来源：硬件来源(比如我们按下了键盘或者其它硬件故障)；软件来源，最常用发送信号的系统函数是kill, raise, alarm和setitimer以及sigqueue函数，软件来源还包括一些非法运算等操作。

注:就我们目前的应用目的来说,我们的重点应该是软件来源的信号.现在分析一下软件来源的几个信号发送系统函数:1、kill()#include <sys/types.h>#include <signal.h>int kill(pid_t pid,int signo)参数pid的值信号的接收进程/线程pid>0 进程ID为pid的进程/线程pid=0 同一个进程组的进程pid<0 && pid!=-1 进程组ID为-pid的所有进程pid=-1 除发送进程自身外，所有进程ID大于1的进程Signo是信号值，当为0时（即空信号），实际不发送任何信号，但照常进行错误检查，因此，可用于检查目标进程是否存在，以及当前进程是否具有向目标发送信号的权限（root 权限的进程可以向任何进程发送信号，非root权限的进程只能向属于同一个session或者同一个用户的进程发送信号）。

linux 多线程面试题Linux多线程面试题一、进程与线程的基本概念及区别进程是指在操作系统中运行的一个程序的实例。

每个进程都有自己的独立地址空间，包括代码、数据和堆栈等。

进程间通信可以通过共享内存、管道、信号等方式实现。

线程是进程中的一个执行单元，一个进程中可以拥有多个线程，它们共享相同的地址空间。

线程之间可以并发执行，共享进程的资源，如全局变量、堆内存等。

区别：1. 资源占用：进程拥有独立的地址空间，占用的资源较多；而线程共享相同的地址空间，仅需较少的资源。

2. 创建与销毁：创建和销毁进程的开销较大；线程的创建和销毁开销较小。

3. 并发性与共享性：多个进程之间的执行是并发的，进程间通信的开销较大；多个线程之间的执行是并发的，线程间通信的开销较小。

二、常见的线程同步机制1. 互斥锁：互斥锁用于保护共享资源，同一时间只允许一个线程访问。

当一个线程获得了互斥锁后，其他线程需要等待直到该线程释放锁。

2. 读写锁：读写锁分为读锁和写锁。

读锁可以被多个线程同时持有，用于保护读操作；写锁只能被一个线程持有，用于保护写操作。

3. 条件变量：条件变量用于线程之间的等待和通知。

一个线程可以在满足某个条件之前等待，而另一个线程满足条件后可以通过通知唤醒等待的线程。

4. 信号量：信号量用于控制同一时刻可以访问共享资源的线程数量。

当信号量值大于0时，线程可以访问资源；当信号量值为0时，线程需要等待。

三、线程死锁的原因及预防方法线程死锁是指两个或多个线程互相持有对方需要的资源，导致彼此无法继续执行的情况。

常见的造成死锁的原因：1. 互斥使用：多个线程竞争同一资源，且每个线程只能独占资源。

2. 资源的不可剥夺性：已经获得的资源无法被其他线程抢占。

3. 循环等待：若干线程之间形成一种头尾相接的循环等待资源的关系。

预防死锁的方法：1. 避免使用多个锁：尽量使用同一个锁来保护多个资源。

2. 避免嵌套锁：如果一个线程持有一个锁A的同时又想获得另一个锁B，但另一个线程正好相反，容易造成死锁。

一文详解Linux线程同步简介：程磊，一线码农，在某手机公司担任系统开发工程师；阅码场荣誉总编辑；日常喜欢研究内核基本原理。

目录：一、概念解析1.1 名词解释1.2 线程同步与防同步二、线程防同步方法2.1 时间上防同步2.2 空间上防同步2.3 事后防同步三、原子操作3.1 int原子操作3.2 long原子操作3.3 bit原子操作四、加锁机制4.1 锁的底层原理4.2 简单自旋锁4.3 互斥锁4.4 信号量五、per-CPU变量六、RCU 简介七、序列锁八、总结回顾一、概念解析我们在工作中会经常遇到线程同步，那么到底什么是线程同步呢，线程同步的本质是什么，线程同步的方法又有哪些，为什么会有这些方法呢？在回答这些问题之前，我们先做几个名词解释，以便建立共同的概念基础。

1.1 名词解释CPU：本文中的CPU都是指逻辑CPU。

UP：单处理器(单CPU)。

SMP：对称多处理器(多CPU)。

线程、执行流：线程的本质是一个执行流，但执行流不仅仅有线程，还有ISR、sof ti rq、tasklet，都是执行流。

本文中说到线程一般是泛指各种执行流，除非是在需要区分不同执行流时，线程才特指狭义的线程。

并发、并行：并发是指线程在宏观上表现为同时执行，微观上可能是同时执行也可能是交错执行，并行是指线程在宏观上是同时执行，微观上也是同时执行。

伪并发、真并发：伪并发就是微观上是交错执行的并发，真并发就是并行。

UP上只有伪并发，SMP上既有伪并发也有真并发。

临界区：访问相同数据的代码段，如果可能会在多个线程中并发执行，就叫做临界区，临界区可以是一个代码段被多个线程并发执行，也可以是多个不同的代码段被多个线程并发执行。

同步：首先线程同步的同步和同步异步的同步，不是一个意思。

线程同步的同步，本文按照字面意思进行解释，同步就是统一步调、同时执行的意思。

线程同步现象：线程并发过程中如果存在临界区并发执行的情况，就叫做线程同步现象。

difine n 5； //为顾客准备的椅子数为5
semaphore mutex=1； //用于互斥
semaphore customers=0；//等候理发的顾客数
semaphore barbers=1；//正在等候顾客的理发师数
int waiting=0； //等候理发的顾客数
//理发师线程
void barber()
{
while(true) //判断有无顾客
{
wait(customers); //若无顾客,理发师睡眠
wait(mutex); //互斥
waiting--; //等候顾客数少一个
signal(mutex); //释放临界资源
signal(barber); //理发师去为一个顾客理发
cut_hair; //正在理发
}
}
//顾客线程
void customer()
{
wait(mutex); //互斥
if (waiting<n) //如果有空椅子，则等待
{
waiting++; //等候顾客数加1
signal(mutex); //释放临界资源
signal(customers); //如果理发师睡觉，唤醒理发师
操作系统课程设计----Sleeping-Barber Problem
wait(barber); //理发师在理发, 顾客等候
get_haircut; //顾客坐下等理发师
}
else
signal(mutex); //店里人满了,顾客离开
}
}
2。

linux多线程面试题在Linux系统中，多线程是一项重要的技术，涉及到并发编程和多核利用等方面。

在面试中，面试官常常会问及与Linux多线程相关的问题。

本文将就Linux多线程面试题进行详细讨论，以帮助读者更好地准备面试。

1. 什么是线程？线程是操作系统调度的最小单位，它是进程的一部分，共享进程的上下文和资源，但拥有独立的执行流。

与进程不同，线程拥有自己的栈空间，但共享进程的堆空间和全局变量等资源。

2. Linux线程和进程的区别是什么？在Linux中，线程与进程之间的区别主要有以下几个方面：（1）调度：进程是最小的资源管理单位，而线程是调度的最小单位；（2）资源与地址空间：进程具有独立的资源和地址空间，而线程共享进程的资源和地址空间；（3）切换开销：由于线程共享资源和地址空间，线程切换的开销比进程切换小；（4）通信和同步：线程之间通过共享的数据进行通信和同步，而进程之间通常需要使用进程间通信机制。

3. 在Linux中如何创建线程？在Linux中，可以使用pthread库来创建和管理线程。

具体步骤如下：（1）包含头文件：`#include <pthread.h>`（2）定义线程函数：`void* thread_func(void* arg) {}`（3）创建线程：`pthread_t tid; pthread_create(&tid, NULL,thread_func, arg);`（4）等待线程结束：`pthread_join(tid, NULL);`4. 如何实现线程同步？线程同步是多线程编程中常见的问题，可以使用以下方法实现线程同步：（1）互斥锁（Mutex）：使用互斥锁可以保证在任意时刻只有一个线程能够访问共享资源，避免竞争条件。

（2）条件变量（Condition Variable）：条件变量用于线程间的等待和通知机制，通过等待条件的变化来进行线程间的同步。

（3）信号量（Semaphore）：信号量用于控制多个线程对共享资源的访问数量，可以实现互斥和同步的功能。

操作系统--理发师问题正文：一：背景介绍理发师问题是一个经典的并发编程问题，涉及到同时访问共享资源的多个线程之间的同步问题。

该问题的背景可以描述为：在一个理发店里，有一个理发师和一排等待理发的顾客，每个顾客需要等待一段时间才能坐到理发椅上理发。

当有空闲的理发师时，顾客就会坐到椅子上进行理发，否则就需要等待其他顾客理发结束。

该问题需要设计一个合理的算法，保证每个顾客都能够得到理发椅上的理发服务。

二：问题分析1. 线程模型与同步机制考虑到理发师问题涉及到多个顾客同时访问共享资源（理发椅）的情况，可以使用线程模型来解决该问题。

其中，每个顾客作为一个线程，理发椅作为共享资源。

在本问题中，通过使用信号量进行同步机制的设计，保证每个顾客能够按顺序得到理发师的服务。

2. 线程同步的三个要素在解决理发师问题时，需要考虑线程同步的三个要素：互斥、有序性和死锁避免。

互斥可以通过互斥量来实现，保证只有一个线程同时访问共享资源；有序性可以通过信号量来控制，保证顾客能够按照先来后到的顺序进行理发；死锁避免可以通过设置超时等待时间来解决。

三：算法设计1. 初始条件设置首先，需要确定理发师数量、理发椅数量和顾客数量的初始设置。

可以通过命令行参数或配置文件进行设置，以适应不同场景的需求。

2. 创建线程根据顾客数量创建对应数量的线程，并将每个顾客线程的任务设置为等待理发的状态。

同时，创建理发师线程，并将理发师的任务设置为等待顾客的状态。

3. 理发师任务理发师从等待队列中取出一个顾客进行理发，理发时间可以通过随机数。

当该顾客理发结束后，理发师继续从等待队列中取出下一个顾客进行理发。

如果没有顾客在等待，则理发师进入休息状态。

4. 顾客任务顾客到达理发店后，首先判断是否有空闲的理发椅。

如果有空闲的椅子，则顾客坐下并进行理发；否则，顾客需要等待其他顾客离开理发椅后才能进行理发。

5. 同步机制使用互斥量保证理发师和顾客对共享资源的互斥访问。

Linux系统分析实验报告用信号量解决理发师问题061261008 蒋炎岩(一班)1 实验要求理发师问题：理发店理有一位理发师、一把理发椅和5把供等候理发的顾客坐的椅子。

如果没有顾客，理发师便在理发椅上睡觉一个顾客到来时，它必须叫醒理发师，如果理发师正在理发时又有顾客来到，则如果有空椅子可坐，就坐下来等待，否则就离开。

用Linux线程机制和信号量机制解决这个问题，并且：(1)每个顾客进入理发室后，即时显示“Entered”及其线程标识，还同时显示理发室共有几名顾客及其所坐的位置(2)至少有10个顾客，每人理发至少3秒钟。

(3)多个顾客须共享操作函数代码。

2 背景知识2.1 POSIX线程在一个程序中的多个执行路线称之为线程。

Linux在1996年第一次获得线程支持，现在已经有一套完整的与线程有关的函数库调用，大多数以pthread_开头，编译时需要用-lpthread选项进行连接。

我们用函数pthread_create创建一个新线程：#include <pthread.h>int pthread_create(pthread_t *thread, pthread_attr_t *attr,void *(*start_routine)(void *), void *arg);thread参数表示新线程的标识符；attr用于设置线程属性，如不需要设置，可设置为NULL；start_routine标识了线程启动程序的入口，arg为传入的参数。

调用pthread_create 就可以立即创建一个新的执行路线，与原有线程共享所有的主存空间，但拥有独立的堆栈。

2.2 信号量信号量通过一个计数器控制对共享资源的访问。

如果计数器大于0，则访问被允许，如果为0，则访问被禁止。

计数器计算的结果是允许访问共享资源的通行证。

因此，为了访问共享资源，线程必须从信号量得到通行证（P操作），如果该信号量的计数大于0，则此线程获得一个通行证，这将导致信号量的计数递减，否则，此线程将阻塞直到获得一个通行证为止。

Linux命令技巧使用多线程和并行处理提高效率Linux命令是Linux操作系统中的重要组成部分，通过灵活运用Linux命令的技巧，可以提高工作效率和操作效果。

本文将介绍如何使用多线程和并行处理的技巧来提高效率。

一、多线程与并行处理的概念多线程和并行处理是在计算机领域中常见的概念，它们可以提高任务的执行效率。

1. 多线程：多线程是指在一个进程中同时执行多个线程，每个线程独立执行自己的任务。

多线程的优势在于提高了并发执行的能力，可以更好地利用多核处理器的性能。

2. 并行处理：并行处理是指将一个任务分成多个子任务，分别由多个处理器同时完成，最后将结果进行合并。

并行处理的优势在于缩短了任务的执行时间，提高了整体的处理能力。

二、使用多线程和并行处理的技巧1. 使用GNU Parallel命令进行并行处理：GNU Parallel是一个用于并行执行命令的工具，它可以将一个任务分成多个子任务，并在多个CPU核心上同时执行。

使用GNU Parallel 可以显著加快任务的执行速度。

使用示例：```$ parallel command ::: arg1 arg2 arg3```其中，command是需要执行的命令，arg1、arg2、arg3是命令的参数。

通过并行处理，可以同时执行多个命令，提高任务的执行效率。

2. 使用xargs命令实现多线程：xargs命令是用来将标准输入数据转化成命令行参数的一个过滤器，它可以将一个命令应用到多个参数上。

通过xargs命令，可以实现多线程的效果，快速处理多个任务。

使用示例：```$ cat file.txt | xargs -P 5 -I {} command {}```其中，file.txt是需要处理的文件名，-P 5表示启动5个线程，command是需要执行的命令。

通过xargs命令，可以将文件中的内容按行分成多个参数，然后使用多个线程同时执行命令，提高处理效率。

3. 使用GNU parallel命令和xargs命令的结合：GNU Parallel和xargs命令都是用于多线程和并行处理的工具，它们的结合可以进一步提高效率。

设计思想的说明:打瞌睡的理发师问题是一种同步问题的抽象描述。

计算机系统中的每个进程都可以消费或生产某类资源，当系统中某一进程使用某一资源时，可以看作是消耗，且该进程称为消费者。

而当某个进程释放资源时，则它就相当一个生产者。

因此此题可看作是n个生产者和1个消费者问题。

顾客作为生产者，每到来一个就使计数器count增加1，以便让理发师理发（相当于消费）至最后一个顾客（相当于产品）。

并且，第1个到来的顾客应负责唤醒理发师；如果不是第1个到达的顾客，则在有空椅子的情况下坐下等待，否则离开理发店（该消息可由计数器count获得）,所以可以通过一个有界缓冲区把理发师和顾客联系起来通过对信号进行P、V操作来实现有关问题和相关描述。

源程序文件：#include<windows.h>#include<stdio.h>#include<iostream>#include<process.h>#include<conio.h>#include<ctime>using namespace std;#define CHAIRS 3 //椅子的个数#define BARBERS 1 //理发师的个数#define CUSTOMESTOCOME 7 //将要来的顾客的数目typedef HANDLE semaphore;static int count=0; //记录理发店顾客的总数，初始化为0int leaved=0; //记录理发店顾客的总数，初始化为0int waiting=0;time_t endtime; //关闭营业的时间//coustomers初始化为0，最大顾客数为3semaphore customers=CreateSemaphore(NULL,0,CHAIRS,TEXT("customers")); //barbers的数量初始化为1，假设一共有1个barbersemaphorebarbers=CreateSemaphore(NULL,BARBERS,BARBERS,TEXT("barbers"));//建立互斥变量，用于保护共享资源HANDLE mutex=CreateMutex(NULL,FALSE,TEXT("mutex"));DWORD WINAPI barber(LPVOID lparameter);DWORD WINAPI customer(LPVOID lparameter);//理发师理发void cutHair();//顾客坐到椅子上等待void getChair();//等待顾客到来void wait();//顾客离开void customerLeave();//顾客进入void customerEnter();void up(HANDLE hHandle){//对指定信号量增加指定的值ReleaseSemaphore(hHandle,1,NULL);//恢复线程ResumeThread(hHandle);}void upMutex(HANDLE hMutex){//释放线程拥有的互斥体ReleaseMutex(hMutex);}void down(HANDLE hHandle){ //DOWN operation//线程挂起，等待信号WaitForSingleObject(hHandle,INFINITE);}int main(){//结束时间endtime=time(0)+20000;//创建理发师线程HANDLE barberThread=CreateThread(NULL,0,barber,NULL,0,NULL);HANDLE customerThread;//产生10个客户进程，每两个进程之间间隔一个随见时间1000~1050 while(count<CUSTOMESTOCOME){//创建客户进程customerThread=CreateThread(NULL,0,customer,NULL,0,NULL);srand(unsigned(time(0)));int time=rand()%1000+50;Sleep(time);}//释放资源CloseHandle(barberThread);CloseHandle(customerThread);CloseHandle(barbers);CloseHandle(customers);CloseHandle(mutex);cout<<"离开的顾客总数为："<<leaved<<endl;return 0;}DWORD WINAPI barber(LPVOID lparameter) {while(time(0)<endtime){//没有客户，则进入睡眠状态down(customers);//临界区操作down(mutex);waiting=waiting-1;upMutex(mutex);//开始理发cutHair();//理发结束，理发师信号量加1up(barbers);}return 0;}DWORD WINAPI customer(LPVOID lparameter){ //客户到来customerEnter();//临界区操作down(mutex);cout<<"等̨¨待äy的Ì?顾?客¨ª数ºy: "<<waiting<<endl;cout<<"空?椅°?子Á¨®数ºy: "<<CHAIRS-waiting<<endl;if(waiting<CHAIRS){ //如果有空椅子，客户等待，否则离开if(waiting!=0){//等待顾客到来wait();}waiting=waiting+1;//客户信号量加1up(customers);upMutex(mutex);//离开临界区//理发师进程等待唤醒down(barbers);//顾客坐下来等待getChair();}else{//释放互斥锁upMutex(mutex);//顾客离开customerLeave();}return 0;}void cutHair(){static int served=0;served++;cout<<理发师帮第"<<served<<"位被服务的顾客理发"<<endl;Sleep(1000);cout<<"第"<<served<<"位被服务的顾客理完发"<<endl;}void getChair(){Sleep(1050);}void customerEnter(){count++;SYSTEMTIME sys;GetLocalTime( &sys );cout<<endl<<"第"<<count<<"位顾客进来"<<endl;}void wait(){cout<<"有空位，第"<<count<<"位顾客就坐"<<endl;}void customerLeave(){cout<<"没有空椅子，第"<<count<<"位顾客离开 ."<<endl;leaved++;}输出截图：PS：由于我对c++中处理进程、信号的函数不熟，所以有许多参考了网上的代码。

⏹理发师问题：一个理发店由一间等候室W和一间工作室B组成。

顾客可以从外面大街上进入W等候理发。

两个房间的入口是并排的，且共享一扇日本式可滑动的推拉门(门总是挡住一个入口)。

顾客在工作室内理完发，可由B 的旁门出去。

W中有N把椅子，顾客必须坐着等候。

理发师可由门上小窗查看W中无人就睡觉，否则开门，并叫一位顾客入内理发。

顾客每进入一位，都拉铃通知理发师。

若把顾客和理发师都视为进程，请用P、V操作写出进程的同步算法。

⏹要求打印：题目中要求描述理发师和顾客的行为，因此需要两类线程barber()和customer ()分别描述理发师和顾客的行为。

其中，理发师有活动有理发和睡觉两个事件；等待和理发二个事件。

店里有固定的椅子数，上面坐着等待的顾客，顾客在到来这个事件时，需判断有没有空闲的椅子，理发师决定要理发或睡觉时，也要判断椅子上有没有顾客。

所以，顾客和理发师之间的关系表现为：（1）理发师和顾客之间同步关系：当理发师睡觉时顾客近来需要唤醒理发师为其理发，当有顾客时理发师为其理发，没有的时候理发师睡觉。

（2）理发师和顾客之间互斥关系：由于每次理发师只能为一个人理发，且可供等侯的椅子有限只有n把，即理发师和椅子是临界资源，所以顾客之间是互斥的关系。

（3）故引入3个信号量和一个控制变量：ⅰ控制变量waiting用来记录等候理发的顾客数，初值为0；ⅱ信号量customers用来记录等候理发的顾客数，并用作阻塞理发师进程，初值为0；ⅲ信号量barbers用来记录正在等候顾客的理发师数，并用作阻塞顾客进程，初值为1；ⅳ信号量mutex用于互斥，初值为1using System;using System.Collections.Generic;using System.Text;using System.Threading;namespace理发师问题2{internal class Program{// Fieldsprivate static Semaphore barbers = new Semaphore(1, 10);private static int chairs;private static int count = 0;private static Semaphore customers = new Semaphore(0, 10);private static int finish = 0;private static Semaphore mtx = new Semaphore(1, 10);private static int waiting = 0;// Methodspublic static void barber(){while (true){customers.WaitOne();mtx.WaitOne();waiting--;barbers.Release();mtx.Release();cuthair();finish++;}}public static void customer(){mtx.WaitOne();count++;Console.WriteLine("叮咚！第{0}个顾客来了", count);if (waiting < chairs){if (waiting > 0){Console.WriteLine("此时有{0}个人在等待理发", waiting);}else{Console.WriteLine("没有人在等待");}waiting++;Console.WriteLine("还有{0}个座位,顾客留下", (chairs - waiting) + 1);mtx.Release();customers.Release();barbers.WaitOne();gethaircut();}else{Console.WriteLine("座位已满，第{0}个顾客离开", count); mtx.Release();}}public static void cuthair(){Console.WriteLine("开始理发！这是理发师的第{0}个顾客.", finish + 1);Thread.Sleep(0x2328);Console.WriteLine("理发完成 !");}public static void gethaircut(){Thread.Sleep(0x238c);Console.WriteLine("第{0}个顾客理发完毕,离开.", finish);}private static void Main(string[] args){string str = string.Empty;Console.WriteLine("请输入椅子的总数目:");chairs = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());Console.WriteLine("理发店共有{0}把椅子", chairs);Console.WriteLine("开门接待顾客吗?Y/N");for(string str2 = Console.ReadLine(); (str2 != "Y") && (str2 != "y"); str2 = Console.ReadLine()){Console.WriteLine("********对不起，尚未开门！********");Console.WriteLine("开门接待顾客吗?Y/N");}Console.WriteLine("********营业中，欢迎光临！********");new Thread(new ThreadStart(Program.barber)).Start();while ((str != "y") && (str != "Y")){Random random = new Random(lisecond);Thread.Sleep(random.Next(1, 0x2710));Console.WriteLine("*******************************");new Thread(new ThreadStart(Program.customer)).Start();if ((finish >= 10) && (waiting == 0)){Console.WriteLine("已经为{0}个顾客理发了，要关门下班吗?(Y/N)", finish);str = Console.ReadLine();}if ((str == "Y") || (str == "y")){Console.WriteLine("************暂停营业！**********");break;}}}}}题目: 用多线程同步方法解决睡眠理发师问题（Sleeping-Barber Problem)理发店有一位理发师，一把理发椅和n把用来等候理发的椅子。

Linux多线程编程（不限Linux）2010-10-30 20:58 by 吴秦, 28933 visits, 收藏, 编辑——本文一个例子展开，介绍Linux下面线程的操作、多线程的同步和互斥。

前言线程？为什么有了进程还需要线程呢，他们有什么区别？使用线程有什么优势呢？还有多线程编程的一些细节问题，如线程之间怎样同步、互斥，这些东西将在本文中介绍。

我在某Q Q群里见到这样一道面试题：是否熟悉POSIX多线程编程技术？如熟悉，编写程序完成如下功能：1）有一int型全局变量g_Flag初始值为0；2）在主线称中起动线程1，打印―this is thread1‖，并将g_Flag设置为13）在主线称中启动线程2，打印―this is thread2‖，并将g_Flag设置为24）线程序1需要在线程2退出后才能退出5）主线程在检测到g_Flag从1变为2，或者从2变为1的时候退出我们带着这题开始这篇文章，结束之后，大家就都会做了。

本文的框架如下：∙1、进程与线程∙2、使用线程的理由∙3、有关线程操作的函数∙4、线程之间的互斥∙5、线程之间的同步∙6、试题最终代码1、进程与线程进程是程序执行时的一个实例，即它是程序已经执行到何种程度的数据结构的汇集。

从内核的观点看，进程的目的就是担当分配系统资源（CPU时间、内存等）的基本单位。

线程是进程的一个执行流，是CPU调度和分派的基本单位，它是比进程更小的能独立运行的基本单位。

一个进程由几个线程组成（拥有很多相对独立的执行流的用户程序共享应用程序的大部分数据结构），线程与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源。

"进程——资源分配的最小单位，线程——程序执行的最小单位"进程有独立的地址空间，一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其它进程产生影响，而线程只是一个进程中的不同执行路径。

线程有自己的堆栈和局部变量，但线程没有单独的地址空间，一个线程死掉就等于整个进程死掉，所以多进程的程序要比多线程的程序健壮，但在进程切换时，耗费资源较大，效率要差一些。