Linux--线程安全、多线程fork问题
创始人
2025-05-30 15:41:49
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一、概念:

二、利用空格分割字符串:

1.代码:

2.结果:

3.解决方法:

三、多线程fork()

1.代码:

2.线程id

 3.增加fork()代码:

4.改变fork()位置

5.运行结果

6.总结

 四、父进程有锁,fork()后子进程有锁吗

1.代码:

//运行结果

子进程为什么加不上锁?

//如何解决子进程被锁住?


一、概念:

线程安全:多线程无论调度顺序怎么样,都可以得到正确的结果(由并发线程引起)

同步:线程安全的函数,可重入函数

二、利用空格分割字符串:

1.代码:

#include
#include
#include
#include
#includevoid* fun(void* arg)
{char buff[]={"a b c d e f g h"};char* s=strtok(buff," ");while(s!=NULL){   printf("fun s=%s\n",s);sleep(1);s=strtok(NULL," ");}   
}int main()
{pthread_t id; pthread_create(&id,NULL,fun,NULL);char arr[]="1 2 3 4 5 6 7 8";char* s=strtok(arr," ");while(s!=NULL){   printf("main s=%s\n",s);sleep(1);s=strtok(NULL," ");}   pthread_join(id,NULL);exit(0);
}

2.结果:

 //为什么会出现这种状况?

一个指针,只能记住一个位置,main在打印1之后睡眠一秒钟,回去找指针的时候,指针已经指向b了,所以fun和main同时打印buff,两个线程同时获取一个字母的时候,快的将空格改成\0,让线程误以为结束了,把指针赋空了,进程就结束了。

3.解决方法:

使用strtok_r(_r代表线程安全版本)

//代码

#include
#include
#include
#include
#includevoid* fun(void* arg)
{char buff[]={"a b c d e f g h"};char* ptr=NULL;char* s=strtok_r(buff," ",&ptr);while(s!=NULL){   printf("fun s=%s\n",s);sleep(1);s=strtok_r(NULL," ",&ptr);//NULL的作用只是为了使得每次调用时,都不是从头开始,而是从上次调用时查找所停止的位置开始,}   
}int main()
{pthread_t id; pthread_create(&id,NULL,fun,NULL);char arr[]="1 2 3 4 5 6 7 8";char* ptr=NULL;char* s=strtok_r(arr," ",&ptr);while(s!=NULL){   printf("main s=%s\n",s);sleep(1);s=strtok_r(NULL," ",&ptr);}   pthread_join(id,NULL);exit(0);
}

//运行结果

 //安全

为什么NULL可以达到这个作用?
答:strtok里面有静态变量指针,会记住分割到哪里,传空就是沿着当前位置继续分割,如果不是空,那就分割你传进来的字符串

三、多线程fork()

1.代码:

#include
#include
#include
#include
#includevoid* fun(void*arg)
{for(int i=0;i<5;i++){printf("fun run pid=%d\n",getpid());sleep(1);}
}int main()
{pthread_t id;pthread_create(&id,NULL,fun,NULL);for(int i=0;i<5;i++){printf("main run pid=%d\n",getpid());sleep(1);}
}

2.线程id

 ps -eLf

 //主线程id作为整个进程的id, 2代表的有两个线程

 3.增加fork()代码:

#include
#include
#include
#include
#includevoid* fun(void*arg)
{for(int i=0;i<5;i++){printf("fun run pid=%d\n",getpid());sleep(1);}
}int main()
{pthread_t id;pthread_create(&id,NULL,fun,NULL);fork();for(int i=0;i<5;i++){printf("main run pid=%d\n",getpid());sleep(1);}
}

 fork();//后面的代码在子进程执行还是父进程执行?

都执行

//运行结果

//pid=11622去哪了?

被线程消耗了 ,打印的进程id

4.改变fork()位置

#include
#include
#include
#include
#includevoid* fun(void*arg)
{fork();for(int i=0;i<5;i++){   printf("fun run pid=%d\n",getpid());sleep(1);}   
}int main()
{pthread_t id; pthread_create(&id,NULL,fun,NULL);for(int i=0;i<5;i++){   printf("main run pid=%d\n",getpid());sleep(1);}   
}

5.运行结果

6.总结

当一个进程有多条执行路径,对他进行fork(),产生的子进程只有一条执行路径,被所在线程启用

 四、父进程有锁,fork()后子进程有锁吗

1.代码:

#include
#include
#include
#include
#include
#includepthread_mutex_t mutex;void* fun(void* arg)
{pthread_mutex_lock(&mutex);printf("fun lock\n");sleep(5);pthread_mutex_unlock(&mutex);printf("fun unlock\n");
}int main()
{pthread_t id;pthread_mutex_init(&mutex,NULL);pthread_create(&id,NULL,fun,NULL);sleep(1);pid_t pid=fork();if(pid==-1){exit(0);}if(pid==0)//在子进程中{printf("子进程将要加锁\n");pthread_mutex_lock(&mutex);printf("子进程加锁成功\n");pthread_mutex_unlock(&mutex);}else//在父进程中{wait(NULL);//等待子进程结束,如果子进程没有结束,那么会阻塞printf("main over\n");}exit(0);
}

//运行结果

//子进程加锁没成功,执行到加锁的地方,父进程加锁解锁完成执行在wait

子进程为什么加不上锁?

//二次加锁,证明父进程加锁时,fork()也有锁,即就是fork()后有两个锁

如果是一个锁,可以加锁成功

fork()时,父进程的锁是什么状态,子进程复制出来的锁就是什么状态

//如何解决子进程被锁住?

不可以把锁删掉(存在临界资源等问题)

选择没人用锁的时候进行(直接加锁,验证锁处于什么状态,加锁成功,再解锁)

但是如果别人正在用,那么会堵塞一段时间(锁住的时间)

//代码

#include
#include
#include
#include
#include
#includepthread_mutex_t mutex;void* fun(void* arg)
{pthread_mutex_lock(&mutex);printf("fun lock\n");sleep(5);pthread_mutex_unlock(&mutex);printf("fun unlock\n");
}void at_lock(void)
{pthread_mutex_lock(&mutex);
}
void at_unlock(void)
{pthread_mutex_unlock(&mutex);
}int main()
{pthread_t id;pthread_atfork(at_lock,at_unlock,at_unlock);pthread_mutex_init(&mutex,NULL);pthread_create(&id,NULL,fun,NULL);sleep(1);pid_t pid=fork();if(pid==-1){exit(0);}if(pid==0)//在子进程中{printf("子进程将要加锁\n");pthread_mutex_lock(&mutex);printf("子进程加锁成功\n");pthread_mutex_unlock(&mutex);}else//在父进程中{wait(NULL);//等待子进程结束,如果子进程没有结束,那么会阻塞printf("main over\n");}exit(0);
}

 //结果

//父进程解锁之后才复制,所以子进程复制的锁也是处于解开的状态,所以子进程可以加锁再解锁成功,最后得到退出码,结束main程序

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