threads

Youtube-запись лекции от 2025-03-21: https://youtu.be/DetO0YF-DqE

Самое-самое начало многопоточности

Мы на базаре!

👾 Или даже где похуже

• Программ много, это мы уже знаем.
• Постоянная битва за ресурсы: время процессора, доступы, данные, память, да что угодно.
• Как ни странно, это игра по правилам. Правилам операционной системы.

flowchart TB

subgraph Прикладные пограммы
p1((1))
p2((2))
p3((3))
p4((4))
end

subgraph Система
s1(A)
s2(B)
s3(C)
s4(D)
s5(E)
end

subgraph Ресурсы
processor(процессор)
memory(память)
network(сеть)
files(файлы)
devices(устройства)
end

s1:::sys ==o processor:::res
s2:::sys ==o memory:::res
s3:::sys ==o network:::res
s4:::sys ==o files:::res
s5:::sys ==o devices:::res

p1:::apply --> s1
p2:::apply --> s1
p3:::apply --> s1
p4:::apply --> s1

p1 --> s2
p2 --> s2
p3 --> s2
p4 --> s2

p1 --> s3
p2 -.-> s3
p3 -.-> s3
p4 --> s3

p1 -.-> s4
p2 -.-> s4
p3 --> s4
p4 -.-> s4

p1 --> s5
p2 -.-> s5
p3 --> s5
p4 -.-> s5

linkStyle 0,1,2,3 stroke:#A59986,stroke-width:11px,color:red;
linkStyle 4 stroke:#D65D0E,stroke-width:11px,color:red;
classDef apply fill:#979736,color:#fff;
classDef sys fill:#D79921;
classDef res fill:#272727,color:#E8DBB6;

Loading

Но что если ты и есть операционная система?!

Будь как все. Как все прикладные программы.

Как все — это как? Что там за порядки?

очереди — буферы — потоки — семафоры — мьютексы — балансировщики — …

Это не про язык программирования. Это про операционную систему и архитектурные приёмы.

Коллективам действовать проще, чем одиночкам

«Я позабочусь о ресурсах, а вы действуйте»

flowchart LR

res((что смог добыть))

main([босс–родитель-главный])
t1([Ваня])
t2([Маша])
t1:::apply ==> |мам, купи!| main:::sys
t2:::apply ==> |мне в школу надо| main

main <-.-> res:::res

classDef apply fill:#979736,color:#fff;
classDef sys fill:#D79921;
classDef res fill:#272727,color:#E8DBB6;

Loading

• Много что в семье общее — но есть и своё.
• При добыче и удержании ресурсов есть феномены, о которых детям лучше не знать.

# Сколько у нас логических ядер?
nproc

# Сколько у нас оперативной памяти?
free -h

Пора кодить

«Отселяем» функцию в отдельный поток

-lpthread

pthread.h

pthread_t

int pthread_create (pthread_t * THREAD_ID, void * ATTR, void *(*THREAD_FUNC*) (*void*), void * ARG)

А вот и утечки памяти — ой

Получаем значения из потоков

…или просто ждём

void pthread_exit(void *return_value)

int pthread_join (pthread_t THREAD_ID, void ** DATA)

int pthread_detach(pthread_t *thread)

Работаем с общей памятью

pthread_mutex_t lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

pthread_mutex_lock(&lock)

pthread_mutex_unlock(&lock)

Ошибки валятся со всех сторон

• Функции стандартных библиотек далеко не всегда потокобезопасны (static — ой).
• Потоки запросто могут испортить общие данные («гонка»).
• Умер родитель — умрут и потомки (если специально кое-что не предпринять).