宝鸡塑料挤出机厂家 嵌入式Linux多线程: 从"能跑"到"稳定"的关键一步

 新闻资讯    |      2026-01-01 16:39
塑料挤出机

一、并发的本质宝鸡塑料挤出机厂家

1. 并发≠并行

先弄清楚两个概念:

并发(Concurrency):多个任务在时间片上交替执行,宏观上"同时",微观上是串行切换

并行(Parallelism):多个任务在多个CPU核心上真正同时执行

在单核ARM芯片上,你写的多线程代码是并发;在多核处理器上,才可能是并行。但无论哪种情况,只要存在共享资源,就须面对竞态条件(Race Condition)。

2. 竞态的根源

竞态的根源是多个执行流对共享资源的访问顺序不确定。解决它,就是多线程编程的核心。

访问顺序不确定有如下几种情况:

(1)一行C代码≠一条指令

看这段常见的计数器代码:

counter++ 看起来简单,编译后实际是三条指令:

LOAD counter → 寄存器

电话:0316--3233399

ADD 寄存器 + 1

STORE 寄存器 → counter

两个线程各执行10万次宝鸡塑料挤出机厂家,理论结果是20万。但实测往往只有13-18万。原因就是两个线程的指令可能"交叉执行"。

(2)编译器和CPU乱序执行

为了优化能,编译器可能重排指令顺序,CPU也有乱序执行机制。我们写的代码顺序,不一定是实际执行顺序。

(3)多核CPU各有各的缓存

每个核心都有自己的L1/L2 Cache,对同一内存地址的修改,不会立即对其他核心可见。这叫缓存一致问题。

二、POSIX线程库三大同步原语

POSIX线程库提供了几种同步机制,互斥锁、条件变量、读写锁。

2.1 互斥锁

互斥锁的语义很简单:同一时刻只有一个线程能持有锁。

需要特别注意的是:锁的粒度要小。

如果误把整个业务逻辑都放在锁里面,结果多线程变成了排队执行,能还不如单线程。

错误示范:锁的粒度太大的例子

正确做法:只锁共享数据的访问,不锁计算逻辑。

2.2 条件变量宝鸡塑料挤出机厂家

生产者线程产生数据,消费者线程处理数据。消费者怎么知道"有数据了"?这时候可以使用条件变量。

条件变量正是解决线程等待-通知场景的优解——它能让线程在条件不满足时休眠,条件满足时精准唤醒,隔热条PA66既保证响应速度,又能大化降低CPU占用。

错误方案:轮询方式

正确方案:使用条件变量

使用条件变量的典型步骤:

等待方步骤:

加互斥锁(pthread_mutex_lock);

循环检查条件(while(condition == false));

条件不满足时,调用pthread_cond_wait休眠;

被唤醒后,重新检查条件,执行业务逻辑;

解锁互斥锁(pthread_mutex_unlock)。

通知方步骤:

加互斥锁(pthread_mutex_lock);

修改条件(如:设置flag为true、添加数据到队列);

聚氨酯板是以聚氨酯(PU)为基材,通过浇注、模压或挤出工艺制成的高能工程塑料板材。其硬度范围广(邵氏A10–D80)宝鸡塑料挤出机厂家,可软如橡胶,也可硬如塑料,兼具弹体的柔韧和塑料的强度,被誉为“五大工程塑料”。

发送通知(pthread_cond_signal或pthread_cond_broadcast);

解锁互斥锁(pthread_mutex_unlock)。

代码如:

为什么须用while而不是if?

因为存在虚假唤醒"(spurious wakeup)——线程可能在没有收到signal的情况下被唤醒。这是POSIX标准允许的行为,用while可以再次检查条件。

2.3 读写锁

如果你的场景是"90%读、10%写",用互斥锁太浪费——读操作之间本不需要互斥。

下图对比三种同步原语的适用场景:

三、死锁

死锁是多线程编程经典的问题。它的四个要条件(Coffman条件):

互斥:资源不能共享

持有并等待:持有一个锁的同时等待另一个锁

不可抢占:锁不能被强制释放

循环等待:A等B,B等A

破坏任意一个条件就能预防死锁。实践中有的是破坏"循环等待":规定加锁顺序。

经典AB-BA死锁例子如:

以上程序卡死,CPU占用为0。这是经典的AB-BA死锁模式。两个线程以相反的顺序获取两把锁,在特定时序下互相等待,形成死锁。

执行时序图:

修复以上死锁问题:统一加锁顺序

规避死锁问题的工程实践建议:

在代码规范中明确锁的层级顺序

使用pthread_mutex_trylock实现超时机制

开发阶段启用死锁检测工具(如Helgrind、ThreadSanitizer)

四、总结

三条核心原则

小化共享:能不共享就不共享,能用消息传递就不用共享内存

小化临界区:锁的粒度越小越好,只保护数据访问,不保护计算逻辑

统一加锁顺序:从根源上避免死锁

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