Pengurusan proses dan penyegerakan benang dalam C++

C++ ialah bahasa pengaturcaraan yang sangat popular, terutamanya digunakan secara meluas dalam pengaturcaraan sistem dan pembangunan terbenam. Dalam C++, pengurusan proses dan penyegerakan benang adalah konsep yang sangat penting. Pengurusan proses merujuk kepada cara sistem pengendalian mengurus proses, manakala penyegerakan benang merujuk kepada cara berbilang benang menyelaras dan bekerjasama untuk mencapai tugas biasa. Artikel ini akan memperkenalkan prinsip asas dan kaedah biasa pengurusan proses dan penyegerakan benang dalam C++.

1. Pengurusan Proses

Sesuatu proses merujuk kepada contoh program yang sedang dilaksanakan Ia mempunyai ruang memori sendiri, masa CPU, fail, rangkaian dan sumber lain. Sistem pengendalian memperuntukkan sumber tertentu untuk setiap proses dan mengurusnya mengikut peraturan tertentu. Dalam C++, proses boleh diuruskan melalui fungsi pengurusan proses yang disediakan oleh sistem pengendalian Fungsi biasa adalah seperti berikut: Fungsi

1. fork(): Buat proses baharu dan salin salinan proses anak ke proses anak. Perbezaan utama proses kanak-kanak ialah ia mempunyai daftar bebas, tindanan, ruang memori maya dan deskriptor fail, tetapi mereka berkongsi program dan segmen data yang sama. Proses induk dan proses anak boleh menentukan sama ada mereka berada pada laluan kod yang berbeza melalui nilai pulangan. Fungsi
2. exec(): digunakan untuk menggantikan ruang alamat proses semasa untuk menjalankan program baharu. Selepas melaksanakan exec, segmen kod, segmen data dan timbunan proses asal digantikan dengan kandungan program baharu. Oleh itu, pemuatan dinamik program boleh dicapai menggunakan fungsi exec(). Fungsi
3. wait(): tunggu sehingga proses anak selesai. Jika proses anak telah tamat, fungsi tunggu akan mengembalikan kod keluar proses anak. Jika proses anak belum tamat, fungsi tunggu akan menyekat proses semasa sehingga proses anak tamat. Fungsi
4. exit(): Tamatkan proses semasa dan kembalikan kod keluar. Jika proses memanggil fungsi exit(), sumbernya akan dikeluarkan, termasuk fail terbuka, memori yang diperuntukkan dan data masa jalan.

2. Penyegerakan utas

Penyegerakan utas merujuk kepada cara beberapa utas menyelaras dan bekerjasama untuk mencapai tugas yang sama. Dalam C++, penyegerakan benang biasanya dilaksanakan melalui kunci, yang boleh dilaksanakan dalam pelbagai cara, seperti kunci mutex, kunci baca-tulis, pembolehubah keadaan, dsb. Berikut ialah beberapa kaedah penyegerakan benang biasa:

1. Kunci Mutex: Kunci Mutex ialah kaedah penyegerakan benang paling asas, yang memastikan bahawa hanya satu utas boleh mengendalikan sumber dikongsi pada masa yang sama. Selepas utas memasuki bahagian kritikal yang dilindungi oleh kunci mutex, kunci akan ditetapkan kepada "diduduki". Apabila utas lain perlu mengakses sumber kongsi yang sama, mereka mesti menunggu kunci dikeluarkan sebelum mereka boleh mengaksesnya. Kunci Mutex boleh dilaksanakan melalui fungsi seperti pthread_mutex_init(), pthread_mutex_lock(), dan pthread_mutex_unlock() dalam pustaka Pthread.
2. Kunci baca-tulis: Kunci baca-tulis terbahagi kepada dua jenis: kunci baca dan kunci tulis boleh dipegang oleh berbilang utas pada masa yang sama, tetapi kunci tulis hanya boleh dipegang oleh satu utas. Dalam keadaan kunci baca, utas lain tidak boleh memasuki keadaan kunci tulis dalam keadaan kunci tulis, utas lain tidak boleh memasuki keadaan kunci baca atau kunci tulis. Kunci baca-tulis boleh dilaksanakan melalui fungsi seperti pthread_rwlock_init(), pthread_rwlock_rdlock(), pthread_rwlock_wrlock(), dan pthread_rwlock_unlock() dalam perpustakaan Pthread.
3. Pembolehubah keadaan: Pembolehubah keadaan ialah mekanisme penyegerakan benang yang membolehkan benang panggilan disekat sehingga syarat tertentu dipenuhi. Apabila syarat tidak dipenuhi, benang menunggu akan disekat; apabila syarat dipenuhi, benang menunggu akan terjaga. Pembolehubah keadaan boleh dilaksanakan melalui fungsi seperti pthread_cond_init(), pthread_cond_wait(), pthread_cond_signal(), dan pthread_cond_broadcast() dalam pustaka Pthread.

Di atas ialah beberapa pengurusan proses biasa dan kaedah penyegerakan benang. Dalam pembangunan C++, pengurusan proses dan penyegerakan benang sentiasa menjadi tumpuan perhatian pembangun. Memahami prinsip asas dan penggunaan kaedah ini boleh membantu pembangun menyelesaikan kerja pengaturcaraan mereka dengan lebih baik dan meningkatkan kebolehselenggaraan dan kebolehpercayaan kod.

Atas ialah kandungan terperinci Pengurusan proses dan penyegerakan benang dalam C++. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!