多线程问题

Posted 2020-08-09

在多线程环境下，每个线程拥有一个栈和一个程序计数器。栈和程序计数器用来保存线程的执行历史和线程的执行状态，是线程私有的资源。其他的资源（比如堆、地址空间、全局变量）是由同一个进程内的多个线程共享。


http://www.cnblogs.com/Rosanna/p/3581835.html

一.概念题

1.线程的基本概念、线程的基本状态及状态之间的关系？

      线程是进程中某个单一顺序的控制流，是程序执行流的最小单位。线程由线程ID、当前指令指针、寄存器集合和堆栈组成。线程是进程的一个实体，是被系统调度和分配的基本单位，线程与同一进程中的其他线程共享进程的全部资源。

      线程有五种基本状态：新生状态，就绪状态，运行状态，阻塞状态，死亡状态。状态间关系如下图：

2.线程与进程的区别？

      （1）进程是系统资源分配和调度的独立单位；线程是进程的一个实体，是CPU调度和分派的基本单位。      
      （2）系统资源分配给进程；线程与资源分配无关，线程与同一进程内的其他线程共享进程的全部资源。
      （3）不同的进程拥有不同的虚拟地址；同一进程下的不同线程共享同一地址空间。

3.在Windows编程中互斥量与临界区比较类似，请分析一下二者的主要区别。

      （1）临界区不是内核对象，只能用于进程内的线程间同步，速度快；
      （2）互斥量是内核对象，可以用于进程间同步，在核心态进行锁操作，速度慢；
      （3）Linux中只有互斥量，用来保护临界区，保证同一时间只由一个线程访问临界区的共享资源。

4.多线程同步和互斥有何异同？多线程同步和互斥有几种实现方法？在什么情况下分别使用他们？

      同步指线程间的一种制约关系，一个线程的执行依赖于另一个线程的消息，消息未到达就等待，到达就被唤醒；
      互斥指对于一个进程的共享资源，任何时候只有一个线程可以访问，其他要访问的线程必须等待，直到该线程释放资源；
      实现方法分为用户模式和内核模式。用户模式：临界区；内核模式：互斥量，信号量，事件。
      （信号量允许多个线程同时使用共享资源，规定了同时访问共享资源的线程最大数目。
      事件可以实现不同进程中的线程同步操作，并且可以方便的实现多个线程的优先比较等待操作。）

 

二.选择题

1.以下多线程对int型变量x的操作，哪几个不需要进行同步：

       A. x=y;      B. x++;    C. ++x;    D. x=1;

2.多线程中栈与堆是公有的还是私有的

      A：栈公有，堆私有
      B：栈公有，堆公有
      C：栈私有，堆公有
      D：栈私有，堆私有

 

三.编程题

1.子线程循环 10 次，接着主线程循环 100 次，接着又回到子线程循环 10 次，接着再回到主线程又循环 100次，如此循环50次，试写出代码。 

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>
#include<pthread.h>
#include<unistd.h>

int num=1;  //全局变量

static pthread_mutex_t mutex=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
static pthread_cond_t cond=PTHREAD_COND_INITIALIZER;

void *func();

int main()
{
	pthread_t tid;
	int ret=0,i,j;
	if((ret=pthread_create(&tid,NULL,func,NULL))!=0)
		printf("create thread error!\\n");
	for(i=0;i<3;i++)
	{

		pthread_mutex_lock(&mutex);
        if(num!=0)
			pthread_cond_wait(&cond,&mutex);
		num=1;
		for(j=0;j<10;j++)
    	{
	    	printf("0");
		}
    	printf("\\n");
		pthread_mutex_unlock(&mutex);
		pthread_cond_signal(&cond);
	}
	return 0;
}

void *func()
{
	int i,j;
	for(i=0;i<3;i++)
	{
		pthread_mutex_lock(&mutex);
		if(num!=1)
			pthread_cond_wait(&cond,&mutex);
		num=0;
		for(j=0;j<5;j++)
    	{
	    	printf("1");
		}
		printf("\\n");
		pthread_mutex_unlock(&mutex);
		pthread_cond_signal(&cond);
	}
	pthread_exit(0);
}

 

2.编写一个程序，开启3个线程，这3个线程的ID分别为A、B、C，每个线程将自己的ID在屏幕上打印10遍，要求输出结果必须按ABC的顺序显示；如：ABCABC….依次递推。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<error.h>
#include<unistd.h>
#include<pthread.h>

int num=0;

static pthread_mutex_t mutex=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
static pthread_cond_t cond=PTHREAD_COND_INITIALIZER;

void *func(void *);

int main()
{
	pthread_t tid[3];
	int ret=0,i;
	for(i=0;i<3;i++)
		if((ret=pthread_create(&tid[i],NULL,func,(void*)i))!=0)
			printf("create thread_%c error\\n",i+‘A‘);
   	for(i=0;i<3;i++)
		pthread_join(tid[i],NULL);
	printf("\\n");
	return 0;
}

void *func(void *argc)
{
	int i;
	for(i=0;i<10;i++)
	{
		pthread_mutex_lock(&mutex);
	    while(num!=(int)argc)
			pthread_cond_wait(&cond,&mutex);
		printf("%c",num+‘A‘);
		num=(num+1)%3;
		pthread_mutex_unlock(&mutex);
		pthread_cond_broadcast(&cond);
	}
	pthread_exit(0);
}

 

3. 有一int型全局变量g_Flag初始值为0；
在主线称中起动线程1，打印“this is thread1”，并将g_Flag设置为1 
在主线称中启动线程2，打印“this is thread2”，并将g_Flag设置为2 
线程序1需要在线程2退出后才能退出
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

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<error.h>
#include<pthread.h>
#include<unistd.h>

int flag=0;

void *thread1(void*);
void *thread2(void*);

static pthread_mutex_t mutex=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
static pthread_cond_t cond=PTHREAD_COND_INITIALIZER;

int main()
{
	printf("enter main\\n");
	pthread_t tid1,tid2;
	int ret=0;
	if((ret=pthread_create(&tid1,NULL,thread1,&tid2))!=0)
		printf("create thread1 error!\\n");
	if((ret=pthread_create(&tid2,NULL,thread2,NULL))!=0)
		printf("create thread2 error!\\n");
	pthread_cond_wait(&cond,&mutex);
	printf("leave main\\n");
	return 0;
}

void *thread1(void *argc)
{
	printf("this is thread1\\n");
	pthread_mutex_lock(&mutex);
	if(flag==2)
		pthread_cond_signal(&cond);
	flag=1;
	pthread_mutex_unlock(&mutex);
	pthread_join(*(pthread_t*)argc,NULL);
	pthread_exit(0);
}

void *thread2(void *argc)
{
	printf("this is thread2\\n");
	pthread_mutex_lock(&mutex);
	if(flag==1)
		pthread_cond_signal(&cond);
	flag=2;
	pthread_mutex_unlock(&mutex);
	pthread_exit(0);
}

 

 

 

题目摘自：

1.http://blog.csdn.net/morewindows/article/details/7392749

2.http://www.cnblogs.com/skynet/archive/2010/10/30/1865267.html