Qt多线程分享——你必须知道的进程知识点

简介: Qt多线程分享——你必须知道的进程知识点

Hello大家好,小豆君又和大家见面啦。

在现代化的体系结构中,通常是多核处理器执行多个任务和多线程。从而,程序执行时间会得到大大的改善。

但是,并行处理也给编程带来了新的挑战,我们所熟悉的完成一条语句,再执行下一条语句被颠覆。多条语句同时执行,并发的访问同一资源,造成创建、读取、写入、删除等动作存在不可预期的结果。增加了程序的复杂性和不可维护性。

因此,多线程编程也成为很多程序员的噩梦,所以,从本篇文章开始,小豆君就分享下我对多线程的理解,如果文章中有问题,还希望大家帮忙指出,多多交流,追求对程序的精准理解才能帮助我们共同成长。

因为我对windows研究的多一点,所以小豆君的分享都主要以windows为主。

因为我希望这是一个比较完整的体系,所以在讲解线程之前,先来认识一下什么是进程,因为线程都是在进程的地址空间中创建和运行的,多多认识进程的知识点,会帮助我们更好的理解线程,为了学习不枯燥,我把进程最关键的知识点都列到了这里,这对于学习线程已经足够了。

1 什么是进程

在讲述一个概念,最好的方法是拿它和已有的概念作对比。可执行程序(windows中的exe程序),相信大家并不陌生,而当我们运行这个exe时,此时在任务管理器中可以看到它,那我们称该运行的exe为一个进程。

所以,进程简单的理解就是“一个正在运行的程序实例”,为什么是“一个”,因为一个程序我们可以打开多次,当我们打开两次时,这就是两个进程了。(对于那些只运行一个实例的程序,是在代码中做了处理的)

2 进程的组成

1)内核对象:当创建一个进程时,操作系统会创建一个对象用来记录进程的各类信息,然后返回一个句柄来操作这个进程。

2)地址空间:前面我们讲了,一个程序可以对应多个进程实例,这些进程之所以能够做到互不干扰,就是因为它们有着不同的地址空间,相当于操作系统为每个进程分配了不同的房间,它们可以无干扰的运行,而在这个房间里面还放置了所有的可执行模块或DLL模块的代码和数据。

3 进程和线程的关系

小豆君曾很长一段时间认为进程是“活泼”的,即使没有线程,它也是可以运行的,然而这是非常错误的。

其实,进程是死的,不活泼的,它是一个线程的容器。若要使它完成某项任务,它必须拥有一个在它的环境中运行的线程,该线程负责执行包含在进程空间中的代码。如果做一个比喻的话,进程更像是人的肉体,线程则是人的灵魂。

如果有多个线程,那么这些线程也都可以执行进程空间中的代码。当然了,它们也都可以“同时”执行。

为了满足线程间同时执行的需求,每个线程都拥有自己的CPU寄存器,自己的堆栈。当我们使用windows的接口创建线程时,操作系统就会在内核中创建一个线程对象,而这个对象就会记录线程的所有信息。这时,我们回想下Qt中经常听到的线程本地循环等相关概念,你是不是有了新的启发。

我们可以把操作系统创建的内核对象当做一种记录数据的数据结构会更好理解。

每个进程至少拥有一个线程来执行进程的地址空间中的代码。如果没有线程来执行进程的地址空间中的代码,那么进程就没有存在的理由了,系统就将自动撤消该进程和它的地址空间。

若要使所有这些线程都能运行,操作系统就要为每个线程安排一定的CPU时间。它通过以一种循环方式为线程提供时间片,这造成一种假象,仿佛所有线程都是同时运行的一样。而对于现在的多核处理器,就可以做到真正的一个线程占用一个CPU。

当创建一个进程时,系统就会自动创建它的第一个线程,称为主线程。然后,该线程可以创建其他的线程,而这些线程又能创建更多的线程。

4 启动进程

我们归纳,当windows启动一个进程时,它大致的会经历以下几个步骤:

1)检索指向新进程的完整命令行的指针。命令行中的参数指定进程的运行方式或是传递给主函数做进一步的处理响应。

2)检索指向新进程的环境变量的指针。环境变量指定了进程所需资源的路径或其它信息。

3)对C/C++运行期的全局变量进行初始化。如果包含了StdLib.h文件,代码就能访问这些变量。而我们熟悉的main函数中的argc和argv就包含在此。

4)调用C/C++运行期启动函数,该函数负责对C/C++运行期库进行初始化,这样,就可以调用malloc和free之类的函数了

5)为所有全局和静态C++类对象调用构造函数。

6)当所有这些初始化操作完成后,C/C++启动函数就调用应用程序的进入点函数。这就是我们所熟悉的main函数。

5 进程的表现形式

在Windows中,进程有两种表现形式,一种是基于图形用户界面(GUI)的应用程序,另一种是基于控制台用户界面(CUI)的应用程序。

基于GUI的就是我们通常所见的带有用户交互窗口的应用程序,而CUI通常会作为一个后台进程或服务程序。

6 进程相关的术语

和进程相关的术语包括命令行、环境变量、进程Id(pid),工作目录等,这些概念都比较简单,这里就不做一一介绍了。

关于进程的概念就分享这么多了,有了这些知识点的铺垫,会帮助我们更加容易理解线程的运行和编程方式,从下一篇文章开始正式进入多线程编程,最后不要忘记点赞哦,您的支持就是对我最大的鼓励^_^

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