线程

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==线程==
 
==线程==
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:线程是程序中的一条独立的控制流，线程是SylixOS调度器进行任务调度的基本单位，每个线程都有一个独一无二的ID号、栈、线程控制块（TCB）。
  
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:一般来说，我们把正在计算机中执行的程序叫做“进程”（Process） ，而不将其称为程序（Program）。所谓“线程”（Thread），是“进程”中某个单一顺序的控制流。
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为了管理线程，SylixOS会为每一个线程分配一个线程控制块，用于记录该线程的信息，如线程入口函数、线程优化级、线程名字、线程当前的堆栈指针等。
  
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:新兴的操作系统，大多采用多线程的概念，把线程视为基本执行单位，也是操作系统进行任务调度的基本单位。
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:线程入口函数可以调用其它函数，函数内定义的局部变量将从它自己的栈里分配，所以不同的线程可以有相同的线程入口函数，但又独立运行。
  
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==线程发展历史==
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:线程栈可以由用户自己分配，也可以操作系统代为分配，线程栈的大小不应改过少（容易造成栈溢出），也不应该过大（造成浪费）。
  
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:60年代，在操作系统中能拥有资源和独立运行的基本单位是进程，然而随着计算机技术的发展，进程出现了很多弊端，一是由于进程是资源拥有者，
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:线程ID在线程被创建时决定，是线程的标识符。
  
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创建、撤消与切换存在较大的时空开销，因此需要引入线程；二是由于对称多处理器（SMP）出现，可以并行地运行多个执行单位，而多个进程并行开销过大。
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:线程优先级和调度策略是SylixOS调度器进行任务调度的参数，SylixOS是一个实时操作系统（RTOS），始终运行一个优先级最高的就绪态任务。
  
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因此在80年代，出现了能独立运行的基本单位——线程（Thread）。
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==线程的基本状态==
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:线程的基本状态有如下几种：
  
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==线程工作原理==
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:1. 初始化          创建线程过程中线程的状态
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:2. 就绪            线程可以运行的状态
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:3. 等待            线程需要等行某些事件而不能继续的状态
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:4. 僵死状态        线程退出后处理的状态
  
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:线程是进程中的实体，一个进程可以拥有多个线程，一个线程必须有一个父进程。线程不拥有系统资源，只有拥有一些必须的数据结构；它与父进程的其它线程共享
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==线程优先级==
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:线程优先级的范围处决于操作系统的配置，默认是0~255，0是最高优先级，255是最低优先级:
  
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该进程所拥有的全部资源。进程可以创建和撤消线程，从而实现程序的并发执行。
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#define LW_PRIO_HIGHEST        0                                      /*  SylixOS 最高优先级          */
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#define LW_PRIO_LOWEST          255                                    /*  SylixOS 最低优先级          */
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/*********************************************************************************************************
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  优先级 (一般应用的最高优先级不能高于 LW_PRIO_CRITICAL 最低不能低过 LW_PRIO_LOW)
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*********************************************************************************************************/
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#define LW_PRIO_EXTREME        LW_PRIO_HIGHEST                        /*  最高优先级                  */
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#define LW_PRIO_CRITICAL        50                                      /*  关键处理任务                */
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#define LW_PRIO_REALTIME        100                                    /*  实时处理任务                */
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#define LW_PRIO_HIGH            150                                    /*  高优先级任务                */
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#define LW_PRIO_NORMAL          200                                    /*  正常优先级                  */
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#define LW_PRIO_LOW            250                                    /*  低优先级                    */
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#define LW_PRIO_IDLE            LW_PRIO_LOWEST                          /*  最低优先级                  */
  
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:就象进程一样，线程在程序中是独立的、并发的执行路径，每个线程有它自己的堆栈、自己的程序计数器和自己的局部变量。但是，与分隔的进程相比，
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==线程调度策略==
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:SylixOS支持同优先级线程，同优先级线程的调度策略取决于当前线程的调度策略，如果当前线程的调度策略为先来先服务（FIFO），
  
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进程中的线程之间的隔离程度要小，它们共享内存、文件句柄等。
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那么必须等当前线程的阻塞时，同优先级的其它线程才有机会运行；如果当前线程的调度策略为轮转（RR），
  
−
:进程可以支持多个线程，它们看似同时执行，但互相之间并不同步。一个进程中的多个线程共享相同的内存地址空间，这就意味着它们可以访问相同的变量和对象，
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则当当前线程的时间片用完时或当前线程的阻塞时，同优先级的其它线程才有机会运行。
  
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而且它们从同一堆中分配对象。尽管这让线程之间共享信息变得更容易，但您必须小心，确保它们不会妨碍同一进程里的其它线程。
+
#define  LW_OPTION_SCHED_FIFO                          0x01            /*  调度器 FIFO                */
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#define  LW_OPTION_SCHED_RR                            0x00            /*  调度器 RR                  */
  
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:一般，线程具有就绪、阻塞和运行三种基本状态。
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==线程相关 API==
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:SylixOS 提供了一套 POSIX 线程 API，其接口定义和行为完全符合 POSIX 线程标准，方便了现有 POSIX 程序移植到 SylixOS 上，
  
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:在对称多处理器（SMP)的系统里，不同线程可以同时在不同的处理器上运行，甚至当它们属于同一个进程时也是如此。大多数支持多处理器的操作系统都提供编程接口
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关于 POSIX 线程的编程，市面上有很多书籍，网上也已经有很多资料，这里不再详述，POSIX 线程的编程可以参考这篇文章 https://computing.llnl.gov/tutorials/pthreads/
  
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来让进程可以控制自己的线程与各处理器之间的亲和度（affinity）。
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:SylixOS 系统内部线程 API 的命名一般以 API_Thread 开始，API 的声明位于 libsylixos/SylixOS/kernel/include/k_api.h 文件，
  
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==线程相关概念==
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为了适应不同语言习惯的人，也提供了一套以 Lw_ 开头的 API，请查看 libsylixos/SylixOS/api 目录下的头文件。
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==内部线程 API 相关的数据类型==
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线程句柄  LW_OBJECT_HANDLE
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线程 ID  LW_OBJECT_ID
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线程属性  LW_CLASS_THREADATTR，*PLW_CLASS_THREADATTR
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线程函数  PTHREAD_START_ROUTINE
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:其中 线程函数 PTHREAD_START_ROUTINE 的类型需要理解，它被定义为如下的函数指针：
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typedef PVOID      (*PTHREAD_START_ROUTINE)(PVOID pvArg);              /*  系统线程类型定义            */
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:所以线程函数一般形如：
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PVOID  thread_func (PVOID pvArg)
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{
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    // do thing...
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    return  NULL;
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}
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==一分钟实验==
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#include <SylixOS.h> // 包含 SylixOS.h 头文件
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/*
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  * 测试用线程函数
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  */
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PVOID  TestThread (PVOID  pvArg)
 +
{
 +
while (1) {
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printf("hello in thread\n");
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sleep(1);
 +
}
 +
}
 +
 +
LW_OBJECT_HANDLE  hThread; // 定义线程句柄
 +
 
 +
hThread = API_ThreadCreate("t_test", TestThread, NULL, NULL); // 创建一个名为 t_test 的线程，线程函数为 TestThread，使用默认的线程属性，不接收线程 ID

2015年5月28日 (四) 19:53的最后版本

目录

[编辑] 线程

线程是程序中的一条独立的控制流，线程是SylixOS调度器进行任务调度的基本单位，每个线程都有一个独一无二的ID号、栈、线程控制块（TCB）。

为了管理线程，SylixOS会为每一个线程分配一个线程控制块，用于记录该线程的信息，如线程入口函数、线程优化级、线程名字、线程当前的堆栈指针等。

线程入口函数可以调用其它函数，函数内定义的局部变量将从它自己的栈里分配，所以不同的线程可以有相同的线程入口函数，但又独立运行。
线程栈可以由用户自己分配，也可以操作系统代为分配，线程栈的大小不应改过少（容易造成栈溢出），也不应该过大（造成浪费）。
线程ID在线程被创建时决定，是线程的标识符。
线程优先级和调度策略是SylixOS调度器进行任务调度的参数，SylixOS是一个实时操作系统（RTOS），始终运行一个优先级最高的就绪态任务。

[编辑] 线程的基本状态

线程的基本状态有如下几种：
1. 初始化 创建线程过程中线程的状态
2. 就绪 线程可以运行的状态
3. 等待 线程需要等行某些事件而不能继续的状态
4. 僵死状态 线程退出后处理的状态

[编辑] 线程优先级

线程优先级的范围处决于操作系统的配置，默认是0~255，0是最高优先级，255是最低优先级: 
#define LW_PRIO_HIGHEST         0                                       /*  SylixOS 最高优先级          */
#define LW_PRIO_LOWEST          255                                     /*  SylixOS 最低优先级          */

/*********************************************************************************************************
  优先级 (一般应用的最高优先级不能高于 LW_PRIO_CRITICAL 最低不能低过 LW_PRIO_LOW)
*********************************************************************************************************/

#define LW_PRIO_EXTREME         LW_PRIO_HIGHEST                         /*  最高优先级                  */
#define LW_PRIO_CRITICAL        50                                      /*  关键处理任务                */
#define LW_PRIO_REALTIME        100                                     /*  实时处理任务                */
#define LW_PRIO_HIGH            150                                     /*  高优先级任务                */
#define LW_PRIO_NORMAL          200                                     /*  正常优先级                  */
#define LW_PRIO_LOW             250                                     /*  低优先级                    */
#define LW_PRIO_IDLE            LW_PRIO_LOWEST                          /*  最低优先级                  */

[编辑] 线程调度策略

SylixOS支持同优先级线程，同优先级线程的调度策略取决于当前线程的调度策略，如果当前线程的调度策略为先来先服务（FIFO），

那么必须等当前线程的阻塞时，同优先级的其它线程才有机会运行；如果当前线程的调度策略为轮转（RR），

则当当前线程的时间片用完时或当前线程的阻塞时，同优先级的其它线程才有机会运行。 

#define  LW_OPTION_SCHED_FIFO                           0x01            /*  调度器 FIFO                 */
#define  LW_OPTION_SCHED_RR                             0x00            /*  调度器 RR                   */

[编辑] 线程相关 API

SylixOS 提供了一套 POSIX 线程 API，其接口定义和行为完全符合 POSIX 线程标准，方便了现有 POSIX 程序移植到 SylixOS 上，

关于 POSIX 线程的编程，市面上有很多书籍，网上也已经有很多资料，这里不再详述，POSIX 线程的编程可以参考这篇文章 https://computing.llnl.gov/tutorials/pthreads/

SylixOS 系统内部线程 API 的命名一般以 API_Thread 开始，API 的声明位于 libsylixos/SylixOS/kernel/include/k_api.h 文件，

为了适应不同语言习惯的人，也提供了一套以 Lw_ 开头的 API，请查看 libsylixos/SylixOS/api 目录下的头文件。

[编辑] 内部线程 API 相关的数据类型

线程句柄  LW_OBJECT_HANDLE
线程 ID   LW_OBJECT_ID
线程属性  LW_CLASS_THREADATTR，*PLW_CLASS_THREADATTR
线程函数  PTHREAD_START_ROUTINE
其中 线程函数 PTHREAD_START_ROUTINE 的类型需要理解，它被定义为如下的函数指针： 
typedef PVOID       (*PTHREAD_START_ROUTINE)(PVOID pvArg);              /*  系统线程类型定义            */
所以线程函数一般形如： 
PVOID  thread_func (PVOID pvArg)
{
   // do thing...
   return  NULL;
}

[编辑] 一分钟实验

#include <SylixOS.h> // 包含 SylixOS.h 头文件

/*
 * 测试用线程函数
 */
PVOID  TestThread (PVOID  pvArg)
{
	while (1) {
		printf("hello in thread\n");
		sleep(1);
	}
}

LW_OBJECT_HANDLE  hThread; // 定义线程句柄
 
hThread = API_ThreadCreate("t_test", TestThread, NULL, NULL); // 创建一个名为 t_test 的线程，线程函数为 TestThread，使用默认的线程属性，不接收线程 ID
取自“https://wiki.sylixos.com/index.php?title=%E7%BA%BF%E7%A8%8B&oldid=1198”
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