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多线程开发需要注意哪些？
1、明确目的，为什么要使用多线程？如果是由于单线程读写或者网络访问（例如HTTP访问互联网）的瓶颈，可以考虑使用线程池。如果是对不同的资源（例如SOCKET连接）进行管理，可以考虑多个线程。
2、线程使用中要注意，如何控制线程的调度和阻塞，例如利用事件的触发来控制线程的调度和阻塞，也有用消息来控制的。
3、线程中如果用到公共资源，一定要考虑公共资源的线程安全性。一般用LOCK锁机制来控制线程安全性。一定要保证不要有死锁机制。
4、合理使用sleep，何时Sleep，Sleep的大小要根据具体项目，做出合理安排。一般原则非阻塞状态下每个循环都要有SLeep，这样保证减少线程对CPU的抢夺。每次线程的就绪和激活都会占用一定得资源，如果线程体如果有多个循环，多处使用SLEEP将导致性能的下降。
5、线程的终止一般要使线程体在完成一件工作的情况下终止，一般不要直接使用抛出线程异常的方式终止线程。
6、线程的优先级一定根据程序的需要要有个整体的规划。
2.进程间的通信方式，及特点
共享内存
1、特点
a、由内核维护一个共享的内存区域，其它进程把自己虚拟地址映射到这块内存，多个进程之间就可以共享这块内存了。
b、这种进程间通信的好处是不需要信息复制，是进程间通信最快的一种方式。
c、但这种通信方式会面临同步的问题，需要与其它通信方式配合，最合适的就是信号
例子：
使用了【共享内存+信号】的组合来实现服务器进程与客户进程间的通信。
服务端
#include <stdio.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
char* buf = NULL;
void sigint(int num)
{
printf("\r接收到数据:%s\n",buf);
printf(">");
fflush(stdout);
}
int main()
{
signal(SIGINT,sigint);
int pid = 0;
printf("我是进程%d\n",getpid());
printf("与我通信的进程是:");
scanf("%d",&pid);
getchar();
// 创建共享内存
int shmid = shmget(key,4096,IPC_CREAT|0744);
if(0 > shmid)
{
perror("shmget");
return -1;
}
// 加载共享内存
buf = shmat(shmid,NULL,SHM_RND);
while(1)
{
printf(">");
gets(buf);
kill(pid,SIGINT);
}
if(shmdt(buf))
{
perror("shmdt");
}
}
客户端
#include <stdio.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
char* buf = NULL;
void sigint(int num)
{
printf("\r接收到数据:%s\n",buf);
printf(">");
fflush(stdout);
}
int main()
{
signal(SIGINT,sigint);
key_t key = 39242235;
int pid = 0;
printf("我是进程%d\n",getpid());
printf("与我通信的进程是:");
scanf("%d",&pid);
getchar();
// 创建共享内存
int shmid = shmget(key,4096,0);
if(0 > shmid)
{
perror("shmget");
return -1;
}
// 加载共享内存
buf = shmat(shmid,NULL,SHM_RND);
while(1)
{
printf(">");
gets(buf);
kill(pid,SIGINT);
}
if(shmdt(buf))
{
perror("shmdt");
}
2.消息队列：
是消息的链接表，存放在 内核中。一个消息队列由一个标识符（即队列ID）来标识。
1、特点
消息队列是面向记录的，其中的消息具有特定的格式以及特定的优先级。
消息队列独立于发送与接收进程。进程终止时，消息队列及其内容并不会被删除。
消息队列可以实现消息的随机查询,消息不一定要以先进先出的次序读取,也可以按消息的类型读取
2.示例：
server.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/msg.h>
// 用于创建一个唯一的key
#define MSG_FILE "."
// 消息结构
struct msg_form {
long mtype;
char mtext[256];
};
int main()
{
long msqid;
key_t key;
struct msg_form msg;
// 获取key值
if((key = ftok(MSG_FILE,'z')) < 0)
{
perror("ftok error");
exit(1);
}
// 打印key值
printf("Message Queue - Server key is: %d.\n", key);
// 创建消息队列
if ((msqid = msgget(key, IPC_CREAT|0777)) == -1)
{
perror("msgget error");
exit(1);
}
// 打印消息队列ID及进程ID
printf("My msqid is: %ld.\n", msqid);
printf("My pid is: %d.\n", getpid());
// 循环读取消息
for(;;)
{
msgrcv(msqid, &msg, 256, 888, 0);// 返回类型为888的第一个消息
printf("Server: receive msg.mtext is: %s.\n", msg.mtext);
printf("Server: receive msg.mtype is: %ld.\n", msg.mtype);
msg.mtype = 999; // 客户端接收的消息类型
sprintf(msg.mtext, "hello, I'm server %d", getpid());
msgsnd(msqid, &msg, sizeof(msg.mtext), 0);
}
return 0;
}
client.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/msg.h>
// 用于创建一个唯一的key
#define MSG_FILE "."
// 消息结构
struct msg_form {
long mtype;
char mtext[256];
};
int main()
{
long msqid;
key_t key;
struct msg_form msg;
// 获取key值
if ((key = ftok(MSG_FILE, 'z')) < 0)
{
perror("ftok error");
exit(1);
}
// 打印key值
printf("Message Queue - Client key is: %d.\n", key);
// 打开消息队列
if ((msqid = msgget(key, IPC_CREAT|0777)) == -1)
{
perror("msgget error");
exit(1);
}
// 打印消息队列ID及进程ID
printf("My msqid is: %ld.\n", msqid);
printf("My pid is: %d.\n", getpid());
// 添加消息，类型为888
msg.mtype = 888;
sprintf(msg.mtext, "hello, I'm client %d", getpid());
msgsnd(msqid, &msg, sizeof(msg.mtext), 0);
// 读取类型为999的消息
msgrcv(msqid, &msg, 256, 999, 0);
printf("Client: receive msg.mtext is: %s.\n", msg.mtext);
printf("Client: receive msg.mtype is: %ld.\n", msg.mtype);
return 0;
}
3.信号量：
信号量（semaphore）与已经介绍过的 IPC 结构不同，它是一个计数器。信号量用于实现进程间的互斥与同步，而不是用于存储进程间通信数据。
信号量是一个特殊的变量，程序对其访问都是原子操作，且只允许对它进行等待（即P(信号变量))和发送（即V(信号变量))信息操作。
1、特点
a、信号量用于进程间同步，若要在进程间传递数据需要结合共享内存。
b、信号量基于操作系统的 PV 操作，程序对信号量的操作都是原子操作。
c、每次对信号量的 PV 操作不仅限于对信号量值加 1 或减 1，而且可以加减任意正整数。
d、支持信号量组。
2.定义PV：
P操作：货物个数减1，减过之后，货物个数大于等于0，说明已经拿到货物，线程继续。否者线程阻塞。
V操作：货物个数加1，加过之后，货物个数小于等于容量，说明添加成功，线程继续。否者线程阻塞。
信号量：
0≤ 信号量≤容量 ，取值 表示当前可以使用的货物；
信号量<0 ， 取值 表示当前等待使用货物的线程；
信号量>容量 ， 信号量-容量 表示当前等待添加货物的线程
3.例子：
//
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/sem.h>
#include <sys/types.h>
// 联合体，用于semctl初始化
union semun
{
int
val; /*for SETVAL*/
struct semid_ds *buf;
unsigned short *array;
};
// 初始化信号量
int init_sem(int sem_id, int value)
{
union semun tmp;
tmp.val = value;
if(semctl(sem_id, 0, SETVAL, tmp) == -1)//0 :信号量集数组上的下标，表示某一个信号量
{
perror("Init Semaphore Error");
return -1;
}
return 0;
}
// P(sv)操作:
// 如果sv的值大于零，就给它减1；
// 如果它的值为零，就挂起该进程的执行
int sem_p(int sem_id)
{
struct sembuf sbuf;
sbuf.sem_num = 0; /*序号*/
sbuf.sem_op = -1; /*P操作*/
sbuf.sem_flg = SEM_UNDO;
/*通常为SEM_UNDO,使操作系统跟踪信号，
并在进程没有释放该信号量而终止时，操作系统释放信号量*/
if(semop(sem_id, &sbuf, 1) == -1)
{
perror("P operation Error");
return -1;
}
return 0;
}
// V(sv)操作：
// 如果有其他进程因等待sv而被挂起，就让它恢复运行，唤醒它们
// 如果没有进程因等待sv而挂起，就给它加1.
int sem_v(int sem_id)
{
struct sembuf sbuf;
sbuf.sem_num = 0; /*序号*/
sbuf.sem_op = 1; /*V操作*/
sbuf.sem_flg = SEM_UNDO;
if(semop(sem_id, &sbuf, 1) == -1)
{
perror("V operation Error");
return -1;
}
return 0;
}
// 删除信号量集
int del_sem(int sem_id)
{
union semun tmp;
if(semctl(sem_id, 0, IPC_RMID, tmp) == -1)//IPC_RMID删除信号量
{
perror("Delete Semaphore Error");
return -1;
}
return 0;
}
int main()
{
int sem_id; // 信号量集ID
key_t key;
pid_t pid;
// 获取key值
if((key = ftok(".", 'z')) < 0)
{
perror("ftok error");
exit(1);
}
// 创建信号量集，其中只有一个信号量
if((sem_id = semget(key, 1, IPC_CREAT|0666)) == -1)
{
perror("semget error");
exit(1);
}
// 初始化：初值设为0资源被占用
init_sem(sem_id, 0);
if((pid = fork()) == -1)
{
perror("Fork Error");
}
else if(pid == 0) /*子进程*/
{
sleep(2);
printf("Process child: pid=%d\n", getpid());
printf("children give sem:\n");
sem_v(sem_id); /*释放资源*/
}
else /*父进程*/
{
printf("father wait sem:\n");
sem_p(sem_id); /*等待资源*/
printf("Process father: pid=%d\n", getpid());
printf("father lend sem:\n");
sem_v(sem_id); /*释放资源*/
del_sem(sem_id); /*删除信号量集*/
}
return 0;
}
4.管道
a、它是半双工的（即数据只能在一个方向上流动），具有固定的读端和写端。
b、它只能用于具有亲缘关系的进程之间的通信（也是父子进程或者兄弟进程之间）。
c、它可以看成是一种特殊的文件，对于它的读写也可以使用普通的read、write 等函数。但是它不是普通的文件，并不属于 其他任何文件系统，并且只存在于内存中。
2、原型：
1 #include <unistd.h>
2 int pipe(int fd[2]); // 返回值：若成功返回0，失败返回-1
1
2
当一个管道建立时，它会创建两个文件描述符：fd[0]为读而打开，fd[1]为写而打开。如下图：
若要数据流从父进程流向子进程，则关闭父进程的读端（fd[0]）与子进程的写端（fd[1]）；反之，则可以使数据流从子进程流向父进程。
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
char buff[255] = {};
int fd[2];//文件描述符
pid_t pid;
// 返回值：若成功返回0，失败返回-1
if(pipe(fd) < 0)//创建管道
{
perror("pipe");
return -1;
}
//赋值运算符比比较运算符优先级低
if( (pid = fork()) < 0)//创建子进程
{
perror("fork");
return -1;
}
else if(pid == 0)//子进程
{
printf("\npid:%d\n",getpid());
close(fd[1]);
while(1)
{
sleep(1);
read(fd[0],buff,20);
printf("%s\n",buff);
bzero(0,sizeof(buff));
getchar();
}
}
else//父进程
{
close(fd[0]);
write(fd[1],"hahaha",12);
}
return 0;
}
(责任编辑：)
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