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  • Android进程间和线程间通信方式
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    2021-01-17 13:22:41

    进程:是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

    线程:是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位。线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一些在运行中必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器和栈),但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源。

    区别:

    (1)、一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程;

    (2)、线程的划分尺度小于进程,使得多线程程序的并发性高;

    (3)、进程在执行过程中拥有独立的内存单元,而多个线程共享内存,但线程之间没有单独的地址空间,一个线程死掉就等于整个进程死掉。

    ---------------------

    一、Android进程间通信方式

    1.Bundle

    由于Activity,Service,Receiver都是可以通过Intent来携带Bundle传输数据的,所以我们可以在一个进程中通过Intent将携带数据的Bundle发送到另一个进程的组件。

    缺点:无法传输Bundle不支持的数据类型。

    2.ContentProvider

    ContentProvider是Android四大组件之一,以表格的方式来储存数据,提供给外界,即Content Provider可以跨进程访问其他应用程序中的数据。用法是继承ContentProvider,实现onCreate,query,update,insert,delete和getType方法,onCreate是负责创建时做一些初始化的工作,增删查改的方法就是对数据的查询和修改,getType是返回一个String,表示Uri请求的类型。注册完后就可以使用ContentResolver去请求指定的Uri。

    3.文件

    两个进程可以到同一个文件去交换数据,我们不仅可以保存文本文件,还可以将对象持久化到文件,从另一个文件恢复。要注意的是,当并发读/写时可能会出现并发的问题。

    4.Broadcast

    Broadcast可以向android系统中所有应用程序发送广播,而需要跨进程通讯的应用程序可以监听这些广播。

    5.AIDL方式

    Service和Content Provider类似,也可以访问其他应用程序中的数据,Content Provider返回的是Cursor对象,而Service返回的是Java对象,这种可以跨进程通讯的服务叫AIDL服务。

    AIDL通过定义服务端暴露的接口,以提供给客户端来调用,AIDL使服务器可以并行处理,而Messenger封装了AIDL之后只能串行运行,所以Messenger一般用作消息传递。

    6.Messenger

    Messenger是基于AIDL实现的,服务端(被动方)提供一个Service来处理客户端(主动方)连接,维护一个Handler来创建Messenger,在onBind时返回Messenger的binder。

    双方用Messenger来发送数据,用Handler来处理数据。Messenger处理数据依靠Handler,所以是串行的,也就是说,Handler接到多个message时,就要排队依次处理。

    7.Socket

    Socket方法是通过网络来进行数据交换,注意的是要在子线程请求,不然会堵塞主线程。客户端和服务端建立连接之后即可不断传输数据,比较适合实时的数据传输

    二、Android线程间通信方式

    一般说线程间通信主要是指主线程(也叫UI线程)和子线程之间的通信,主要有以下两种方式:

    1.AsyncTask机制

    AsyncTask,异步任务,也就是说在UI线程运行的时候,可以在后台的执行一些异步的操作;AsyncTask可以很容易且正确地使用UI线程,AsyncTask允许进行后台操作,并在不显示使用工作线程或Handler机制的情况下,将结果反馈给UI线程。但是AsyncTask只能用于短时间的操作(最多几秒就应该结束的操作),如果需要长时间运行在后台,就不适合使用AsyncTask了,只能去使用Java提供的其他API来实现。

    2.Handler机制

    Handler,继承自Object类,用来发送和处理Message对象或Runnable对象;Handler在创建时会与当前所在的线程的Looper对象相关联(如果当前线程的Looper为空或不存在,则会抛出异常,此时需要在线程中主动调用Looper.prepare()来创建一个Looper对象)。使用Handler的主要作用就是在后面的过程中发送和处理Message对象和让其他的线程完成某一个动作(如在工作线程中通过Handler对象发送一个Message对象,让UI线程进行UI的更新,然后UI线程就会在MessageQueue中得到这个Message对象(取出Message对象是由其相关联的Looper对象完成的),并作出相应的响应)。

    三、Android两个子线程之间通信

    面试的过程中,有些面试官可能会问Android子线程之间的通信方式,由于绝大部分程序员主要关注的是Android主线程和子线程之间的通信,所以这个问题很容易让人懵逼。

    主线程和子线程之间的通信可以通过主线程中的handler把子线程中的message发给主线程中的looper,或者,主线程中的handler通过post向looper中发送一个runnable。但looper默认存在于main线程中,子线程中没有Looper,该怎么办呢?其实原理很简单,把looper绑定到子线程中,并且创建一个handler。在另一个线程中通过这个handler发送消息,就可以实现子线程之间的通信了。

    子线程创建handler的两种方式:

    方式一:给子线程创建Looper对象:

    new Thread(new Runnable() {

    public void run() {

    Looper.prepare();  // 给这个Thread创建Looper对象,一个Thead只有一个Looper对象

    Handler handler = new Handler(){

    @Override

    public void handleMessage(Message msg) {

    Toast.makeText(getApplicationContext(), "handleMessage", Toast.LENGTH_LONG).show();

    }

    };

    handler.sendEmptyMessage(1);

    Looper.loop(); // 不断遍历MessageQueue中是否有消息

    };

    }).start();

    ---------------------

    方式二:获取主线程的looper,或者说是UI线程的looper:

    new Thread(new Runnable() {

    public void run() {

    Handler handler = new Handler(Looper.getMainLooper()){ // 区别在这!!!

    @Override

    public void handleMessage(Message msg) {

    Toast.makeText(getApplicationContext(), "handleMessage", Toast.LENGTH_LONG).show();

    }

    };

    handler.sendEmptyMessage(1);

    };

    }).start();

    ---------------------

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    千次阅读 2019-06-04 20:16:30
    1、python多线程 #! /usr/bin/evn python3 # --*-- coding: utf-8 --*-- #该实例反编译来说明函数执行流程 import dis def add(a): a = a+1 return a print(dis.dis(add)) # Python中一个线程对应于C语言中的...

    1、python多线程

    #! /usr/bin/evn python3
    # --*-- coding: utf-8 --*--
    
    #该实例反编译来说明函数执行流程
    import dis
    
    def add(a):
        a = a+1
        return a
    
    print(dis.dis(add))
    
    # Python中一个线程对应于C语言中的一个线程(CPython而言)(Python并不一定就慢,视情况而定)
    #pypy解释器专门克服gil慢的一种解释器(去gil化)
    #GIL使用同一个时刻只有一个线程在一个cpu上执行字节码,无法将多个线程映射到多个CPU上
    #gil锁会根据执行的字节码或时间片划分适当的释放(python内部实现机制)
    #该实例来说明GIL在某种情况下会自动释放让下一个线程去执行(时间片来回切换)
    
    #反编译(函数执行流程)同一时刻只有一个线程在CPU上执行
    total = 0
    
    def add():
        global total
        for i in range(1000000):
            total += 1
    
    def desc():
        global total
        for j in range(1000000):
            total  -= 1
    import threading
    threading1 = threading.Thread(target = add)
    threading2 = threading.Thread(target= desc)
    
    threading1.start()
    threading2.start()
    
    threading1.join()
    threading2.join()
    print(total)
    
    #对于io操作来说,多线程和多进程差别不大(用两种方法实现Python多线程编写)
    #1、通过Thread类实例化(适用简单的或是线程池)
    
    #以模拟简单的爬取文章列表页在获取详情页作一示例
    import time
    import threading
    
    def get_detail_html(url):
        #爬取文章详情页
        print("get detail html started")
        time.sleep(2)
        print("get detail html end")
    
    def get_detail_url(url):
        #爬取文章列表页
        print("get url started")
        time.sleep(4)
        print("get detail url end")
    
    
    if __name__=="__main__":
        thread1 = threading.Thread(target=get_detail_html,args=("",)) #线程1
        thread2 = threading.Thread(target=get_detail_url,args=("",)) #线程2
        # thread1.setDaemon(True) #守护线程
        # thread2.setDaemon(True) #守护线程
        start_time = time.time()
        thread1.start()
        thread2.start()
        # thread1.join() #阻塞等待
        # thread2.join() #阻塞等待
        print("last time: {}".format(time.time()-start_time)) #主线程
    
    #2、通过集成Thread来实现多线程
    import threading
    import time
    
    class GetDetailHtml(threading.Thread):
        def __init__(self,name): #重写__init__方法
            super().__init__(name=name) #调用__init__方法
    
        def run(self):    #重写run方法,而非start方法
            print("get detail html")
            time.sleep(2)
            print("get html end")
    
    class GetDetailUrl(threading.Thread):
        def __init__(self,name):   #重写__init__方法
            super().__init__(name=name) #调用__init__方法
    
        def run(self):   #重写run方法,而非start方法(在此可以编写逻辑复杂的程序)
            print("get detail url")
            time.sleep(4)
            print("get url end")
    
    if __name__=="__main__":
        thread1 = GetDetailHtml("get_detail_html")
        thread2 = GetDetailUrl("get_detail_url")
        start_time = time.time()
        thread1.start()
        thread2.start()
        thread1.join() #阻塞等待回收
        thread2.join() ##阻塞等待回收
        #当主线程退出的时候,子线程kill掉
        print("last time: {}".format(time.time()-start_time))
    

    2、线程间的通信方式–共享变量

    #!/usr/bin/evn python3
    # --*-- coding: utf-8 --*--
    
    #线程之间的通信
    
    # 1、线程间的通信方式--共享变量(不推荐)
    # 如果是各种数据的时候,也可首选使用共享变量而非queue
    #共享变量的操作并不是线程安全的操作,为了达到预期的效果必须在这些操作上加上一把锁,能够安照预期的效果在线程之间按照顺序进行同步
    #多进程中共享变量是行不通的
    #声明一个全局变量,将这个全局变量在各个线程中使用
    
    
    #以模拟简单的爬取文章列表页在获取详情页作一示例
    import time
    import threading
    
    #设置全局变量的方式
    detail_url_list = [] #作用:获取文章的列表页并获取文章详情页的url
    
    # (该列表(或全局或全局变量)可以定义在.py文件中,直接from  模块 import  xx (xx.py)--> xx.全局变量)
    #from chaper11 import variables  不推荐:from chapter11.variables import detail_url_list
    # detail_url_list = variables.detail_url_list
    
    #这种方式是通过声明全局变量global的方式进行通信,非常原始并且不够灵活
    def get_detail_html():
        #爬取文章详情页
        global detail_url_list
        while True:
            if len(detail_url_list):
                url = detail_url_list.pop()
                # for url in detail_url_list:
                print("get detail html started")
                time.sleep(2)
                print("get detail html end")
    
    def get_detail_url():
        global detail_url_list
        while True:
            #爬取文章列表页
            print("get url started")
            time.sleep(2)
            for i in range(20):
                detail_url_list.append("http://projectstedu.com/{id}".format(id=i))
            print("get detail url end")
    
    
    
    if __name__=="__main__":
        thread_detail_url = threading.Thread(target=get_detail_url) #线程1
        thread_detail_url.start()
        for i in range(10):
            html_thread = threading.Thread(target=get_detail_html)
            html_thread.start()
        start_time = time.time()
        # 当主线程退出的时候,子线程kill掉
        print("last time: {}".format(time.time() - start_time))
    
    
    
    #根据上面进行变形后的程序
    
    #以模拟简单的爬取文章列表页在获取详情页作一示例
    import time
    import threading
    
    #设置引用的方式
    detail_url_list = [] #作用:获取文章的列表页并获取文章详情页的url
    # (该列表(或全局或全局变量)可以定义在.py文件中,直接from  模块 import  xx (xx.py)--> xx.全局变量)
    #from chaper11 import variables  不推荐:from chapter11.variables import detail_url_list
    # detail_url_list = variables.detail_url_list
    
    #这种方式是通过引用变量参数的方式进行通信,足够灵活
    def get_detail_html(detail_url_list): #传入引用,较灵活的方法
        #爬取文章详情页
        while True:
            # global detail_url_list(去掉全局变量)
            if len(detail_url_list):
                url = detail_url_list.pop()
                # for url in detail_url_list:
                print("get detail html started")
                time.sleep(2)
                print("get detail html end")
    
    def get_detail_url(detail_url_list): #传入引用,较灵活的方法
        # global detail_url_list  (去掉全局变量)
        #爬取文章列表页
        while True:
            print("get url started")
            time.sleep(4)
            for i in range(20):
                detail_url_list.append("http://projectstedu.com/{id}".format(id=i))
            print("get detail url end")
    
    
    
    if __name__=="__main__":
        thread_detail_url = threading.Thread(target=get_detail_url,args=(detail_url_list,)) #线程1
        thread_detail_url.start()
        for i in range(10):
            html_thread = threading.Thread(target=get_detail_html,args=(detail_url_list,))
            html_thread.start()
        start_time = time.time()
        # 当主线程退出的时候,子线程kill掉
        print("last time: {}".format(time.time() - start_time))
    
    

    3、线程间的通信方式–通过Queue模块进行线程间同步

    #!/usr/bin/evn python3
    # --*-- coding: utf-8 --*--
    
    #1、线程间的通信方式--通过queue的方式进行线程间同步(推荐)
    # 线程间需要通信,使用全局变量需要加锁。
    # 使用queue模块,可在线程间进行通信,并保证了线程安全。
    
    
    #以模拟简单的爬取文章列表页在获取详情页作一示例
    # queue是线程安全,不加锁,效率高,因为queue用了python中的deque() 双端队列,而deque()则是线程安全的,在字节码的级别上就已经达到了线程安全
    from queue import Queue
    import time
    import threading
    
    #设置引用的方式
    detail_url_list = [] #作用:获取文章的列表页并获取文章详情页的url
    # (该列表(或全局或全局变量)可以定义在.py文件中,直接from  模块 import  xx (xx.py)--> xx.全局变量)
    #from chaper11 import variables  不推荐:from chapter11.variables import detail_url_list
    # detail_url_list = variables.detail_url_list
    
    #这种方式是通过引用变量参数的方式进行通信,足够灵活
    def get_detail_html(queue): #传入引用,较灵活的方法
        #爬取文章详情页
        while True:
            url = queue.get()
            # for url in detail_url_list:
            print("get detail html started")
            time.sleep(2)
            print("get detail html end")
    
    
    def get_detail_url(queue): #传入引用,较灵活的方法
        # global detail_url_list  (去掉全局变量)
        #爬取文章列表页
        while True:
            print("get url started")
            time.sleep(4)
            for i in range(20):
                queue.put("http://projectstedu.com/{id}".format(id=i)) #阻塞等待有空闲空间为止(put,参数block默认为True,阻塞状态,可以设置timeout)
            print("get detail url end")
    
    
    
    if __name__=="__main__":
        detail_url_queue = Queue(maxsize=1000)
        thread_detail_url = threading.Thread(target=get_detail_url,args=(detail_url_list,)) #线程1
        thread_detail_url.start()
        for i in range(10):
            html_thread = threading.Thread(target=get_detail_html,args=(detail_url_list,))
            html_thread.start()
    
        # detail_url_queue.task_done()  调用task_done()函数join()函数才会退出,停止退出的作用
        # detail_url_queue.join()  阻塞等待
    
        start_time = time.time()
        # 当主线程退出的时候,子线程kill掉
        print("last time: {}".format(time.time() - start_time))
    
    展开全文
  • c++ 线程间通信方式

    万次阅读 多人点赞 2019-07-28 23:07:51
    但互斥无法限制访问者对资源的访问顺序,即访问是无序的,线程间不需要知道彼此的存在。 同步:是指在互斥的基础上(大多数情况),通过其它机制实现访问者对资源的有序访问,线程间知道彼此的存在。在大多数情况下...

    线程同步和线程互斥

    • 互斥

    某一资源同时只允许一个访问者对其进行访问,具有唯一性和排它性。但互斥无法限制访问者对资源的访问顺序,即访问是无序的,线程间不需要知道彼此的存在。

    • 同步

    在互斥的基础上(大多数情况),通过其它机制实现访问者对资源的有序访问,线程间知道彼此的存在。在大多数情况下,同步已经实现了互斥,特别是所有写入资源的情况必定是互斥的。少数情况是指可以允许多个访问者同时访问资源

    线程间通信方式

    • 两个进程间的两个线程通信,相当于进程间通信:
      信号量, socket网络连接, 共享内存 ,管道,共享文件
    • 一个进程中的两个线程间通信方式:
      1.互斥锁
      mutex;
      lock_guard (在构造函数里加锁,在析构函数里解锁)
      unique_lock 自动加锁、解锁
      atomic 基本类型的原子操作
      参考链接:
      std::unique_lock与std::lock_guard区别
      C++11 std::unique_lock与std::lock_guard区别及多线程应用实例
      C11:std::unique_lock和std::lock_guard的区别
      2.条件变量condition_variable
      关于互斥锁和条件变量:
      互斥量可以保护共享数据的修改,如果线程正在等待共享数据的某个条件出现,仅用互斥量的话就需要反复对互斥对象锁定解锁,以检查值的变化,这样将频繁查询的效率非常低。
      条件变量可以让等待共享数据条件的线程进入休眠,并在条件达成时唤醒等待线程,提供一种更高效的线程同步方式。条件变量一般和互斥锁同时使用,提供一种更高效的线程同步方式。
      3.信号量
      4.读写锁shared_lock。

    信号量、条件变量、互斥量

    1.互斥锁是为上锁而优化的;条件变量是为等待而优化的; 信号量既可用于上锁,也可用于等待,因此会有更多的开销和更高的复杂性。

    2.互斥锁,条件变量都只用于同一个进程的各线程间,而信号量可用于不同进程间的同步。当信号量用于进程间同步时,要求信号量建立在共享内存区。

    3.读写锁与互斥量类似,不过读写锁允许更高的并行性。读写锁也叫做共享-独占锁,当读写锁以读模式锁住时,它是以共享模式锁住的;当他以写模式锁住时,它是以独占模式锁住的。

    进程、线程、协程

    1.进程有自己独立的堆和栈,都不共享,是操作系统调度的基本单位

    2.线程有自己独立的栈和共享的堆,是cpu调度的基本单位

    3.协程有自己独立的栈和共享的堆,由程序员在代码里显示调度。

    协程的优点:

    • 没有线程切换的开销,执行销量高;
    • 只有一个线程,共享资源不加锁。

    多进程和多线程

    在这里插入图片描述

    • 需要频繁创建销毁的优先用线程。
      web服务器。来一个建立一个线程,断了就销毁线程。要是用进程,创建和销毁的代价是很难承受的。
    • 需要进行大量计算的优先使用线程
      所谓大量计算,当然就是要消耗很多cpu,切换频繁了,这种情况先线程是最合适的。比如:图像处理、算法处理
    • 强相关的处理用线程,弱相关的处理用进程。
      一般的server需要完成如下任务:消息收发和消息处理。消息收发和消息处理就是弱相关的任务,而消息处理里面可能又分为消息解码、业务处理,这两个任务相对来说相关性就要强多了。因此消息收发和消息处理可以分进程设计,消息解码和业务处理可以分线程设计。
    • 可能扩展到多机分布的用进程,多核分布的用线程。
    展开全文
  • 一、进程间通信(IPC,Inter-Process Communication)是指在不同进程间传播或交换信息 1. 无名管道 特点 半双工(数据流向仅有一个方向),具有固定的读端和写端 只能用于父进程或兄弟线程之间通信(具有血缘关系的...

    一、进程间通信(IPC,Inter-Process Communication)是指在不同进程间传播或交换信息

    1. 无名管道

    特点

    • 半双工(数据流向仅有一个方向),具有固定的读端和写端
    • 只能用于父进程或兄弟线程之间通信(具有血缘关系的线程之间)
    • 一种特殊文件,可以用普通的read、write函数进行读写,但又不是普通文件,不属于任何其它文件系统,仅存在于内存之中
    • 通信的数据是无格式的流并且大小受限

    2. 命名管道(先进先出队列)

    特点

    不同于无名管道之处在于它提供一个与之关联的路径名,以FIFO的文件形式存在于文件系统中。这样,即使与FIFO的创建进程不存在亲缘关系的进程,只要可以访问该路径,就能够彼此通过FIFO相互通信,因此,不相关的进程也能通过FIFO交换数据

    FIFO 常用于客户-服务器应用程序中,FIFO 用作汇聚点,在客户进程和服务器进程之间传递数据。如图

    3. 消息队列

    • 消息队列,是消息的链接表,存放在内核中。其中的消息具有特定的格式以及特定的优先级
    • 消息队列独立于发送与接收进程。进程终止时,消息队列及其内容并不会被删除。
    • 消息队列可以实现消息的随机查询,消息不一定要以先进先出的次序读取,也可以按消息的类型读取

    4. 信号量

    信号量(semaphore)是一个计数器,用于实现进程间的互斥与同步,而不是用于存储进程间通信数据。

    5. 共享内存

    现代操作系统,对于内存管理,采用的是虚拟内存技术,也就是每个进程都有自己独立的虚拟内存空间,不同进程的虚拟内存映射到不同的物理内存中。所以,即使进程 A 和 进程 B 的虚拟地址是一样的,其实访问的是不同的物理内存地址,对于数据的增删查改互不影响。但是,如果两个进程通过页表将虚拟地址映射到物理地址时,有一部分物理内存重合了,那么这部分重合的内存就是即共享内存,它可以被两个进程同时看到。在共享内存中,一个进程进行写操作,另一个进程进行读操作,这样它们就可以实现进程间通信。但是,我们要确保一个进程在写的时候不能被读,因此我们使用信号量来实现同步与互斥。

     

     

    • 共享内存是最快的一种 IPC,因为进程是直接对内存进行存取
    • 因为多个进程可能会同时操作共享的内存,所以需要进行同步
    • 信号量+共享内存通常结合在一起使用,信号量用来同步对共享内存的访问

    6. 套接字(socket)

    与其他进程通信方式不同,它可用于不同机器间的进程通信

    二、Linux线程间通信

    操作系统中线程间的通信有两种情况:

    1. 不同进程的线程之间进行通信,由于两个线程只能访问自己所属进程的地址空间和资源,故等同于进程间的通信。(上面已经介绍了)
    2. 同一个进程中的两个线程进行通信。

    由于同一进程中的线程之间有共享内存,因此它们之间的通信是通过共享内存实现的。

    三、Java线程间通信

    从根本上来说,线程间的通信有两种方式:

    • 一种是在共享内存的并发模型中,线程之间通过读-写共享内存来实现通信(公共状态)
    • 一种是在消息传递的并发模型里,线程之间通过发送消息来进行通信(没有公共状态)

    而Java的并发采用的是共享内存模型,所以Java线程之间的通信是基于共享内存实现的。具体来讲Java线程之间的通信由Java内存模型控制,JMM决定一个线程对共享变量的写入何时对另一个线程可见。如果线程A与B之间要通信的话,必须经历下面两个步骤:

    1. 线程A把本地内存中更新过的共享变量刷新到主内存中去。
    2. 线程B到住内存中去读取线程A之前更新过的共享变量。(如图)

    现在问题来了,假设共享内存中的共享变量a,如果多个线程同时读a,不会出现任何问题,但是如果这些线程中有至少一个线程对a执行写操作,就可能出现数据不一致问题,也就是线程不安全了,那这是绝对不允许的。怎么办?答案就是依靠线程同步,来保证即使多个线程并发访问共享变量时,依然能够保证数据一致!

    所以,就出现了个各种各样的锁呀,并发工具包呀

    1. volatile

    2. java中的wait()/notify()/notifyAll()

    底层是如何通过并发控制保证基于共享内存的通信的正确性和安全性

    线程间通信的几种实现方式

    线程通信的四种方式

    linux基础——linux线程间通信及同步机制总结

    展开全文
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空空如也

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线程间通信的方式