嵌入式操作系统：第9章 嵌入式Linux多线程开发.ppt

第9章 嵌入式Linux多线程开发
本章教学目的及要求
了解Linux的多线程概念
掌握Linux多线程相关的API
理解Linux多线程的通信机制及常用方法
线程的概念
进程是系统中程序执行和资源分配的基本单位。每个进程退出、等待。
②互斥锁则包括 4 种操作：创建、销毁、加锁和解锁。
③条件操作有 5 种操作：创建、销毁、触发、广播和等待。
其他的一些线程扩展概念，如信号灯等，都可以通过上面的三个基本元素的基本操作封装出来。
线程访问控制
解决的问题：
由于线程共享进程的资源和地址空间，因此在对这些资源进行操作时，必须考虑到线程资源访问的惟一性问题。
主要介绍POSIX (可移植性操作系统接口 )中线程同步的方法，主要有互斥锁和信号量的方式。


（1）说明
mutex 是通过加锁来控制对共享资源的存取的一种简单方法。这个互斥量只有两种状态，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。
1．mutex 互斥量线程控制
（1）说明
mutex 是通过加锁来控制对共享资源的存取的一种简单方法。这个互斥量只有两种状态，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量上的锁，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上锁了的互斥量，则该线程就会挂起，直到上锁的线程释放掉互斥量上的锁为止。可以说，这把互斥锁使得各个线程按序操作共享资源。
1．mutex 互斥量线程控制
（1）说明
mutex 是通过加锁来控制对共享资源的存取的一种简单方法。这个互斥量只有两种状态，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量上的锁，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上锁了的互斥量，则该线程就会挂起，直到上锁的线程释放掉互斥量上的锁为止。可以说，这把互斥锁使得各个线程按序操作共享资源。
1．mutex 互斥量线程控制
互斥锁的操作主要包括以下几个步骤
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
（2）函数格式
互斥锁用pthread_mutex_t数据类型来表示，在使用互斥锁之前，必须首先对它进行初始化，通过调用pthread_mutex_init函数可以进行初始化静态和动态分配的互斥锁
pthread_mutex_init函数用于初始化互斥锁。
使用默认值初始化时为NULL
对共享资源的访问， 要对互斥量进行加锁，如果互斥量已经上了锁，调用线程会阻塞，直到互斥量被解锁。在完成了对共享资源的访问后，要对互斥量进行解锁。
int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);
函数参数：参数mutex是互斥量
返回值：成功则返回0，出错则返回错误编号
函数说明：trylock函数，这个函数是非阻塞调用模式，也就是说，如果互斥量没被锁住，trylock函数将把互斥量加锁，并获得对共享资源的访问权限；如果互斥量被锁住了，trylock函数将不会阻塞等待而直接返回EBUSY，表示共享资源处于忙状态。
互斥量解锁函数
#include <>
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);
函数参数：参数mutex是互斥量
返回值：成功则返回0，出错则返回错误编号
对互斥量解锁，需要调用pthread_mutex_unlock.
（3）使用实例
main线程与thread_function交替运行，都可以对run_now进行操作。
代表共享资源
访问run_now的function线程函数
创建一个线程
主线程执行的操作
主线程执行的操作
等待子线程结束以释放资源
main线程和function线程交替运行，两者都可以实现对run_now的操作。如何实现对它的锁定？
为互斥量加锁
代表共享资源
访问run_now的function线程函数
定义互斥量
main都干了什么？
初始化互斥量
创建新线程
对互斥量上锁，上锁成功显示main lock
main都干了什么？
执行循环操作
给互斥变量解锁，显示解锁成功
收回互斥变量资源
等待线程结束，释放资源
“main都干了什么？”的简化版