基于linux下的多线程下载工具研究与实现
线程可以理解为下载的通道，一个线程就是一个文件的下载通道，多线程也就是同时开起几个下载通道。相对单线程而言，多线程把资源文件按线程数分割成相应数目的片段进行分段并发下载，提高了CPU的利用率，也有利于提高下载速度。
我们平时在使用互联网的时候，都会使用到许许多多的下载工具，例如Flash get、迅雷等，这些工具可以十分方便的对互联网资源进行下载。这些工具通过图形界面，将下载的信息展示给用户，这些下载信息包括：下载资源的大小、下载进度、下载速度以用其他一些可以让用户了解下载进度的信息。其实这些下载工具所提供的功能，我们同样可以使用Java来实现，这些工具包括HTTP下载、FTP下载以及BT的支持等，另外，下载工具还需要提供多线程下载、断点续传等功能，本文主要介绍如何实现一个HTTP的多线程下载工具。
本系统在Linux下以Java为编程语言，以JDK1.6和Eclipse、Linux为开发平台，实现了一个简单的多线程下载工具。本论文分析了在网络环境中基于HTTP协议进行多线程下载和断点续传的原理和实现方法，对下载工具的需求分析、系统设计、系统实现进行了详尽阐述。
关键词：Linux；多线程下载；断点续传
Threads can understand the channel for download, a thread is a file download channel, also is also open several multi-thread download channel. Relatively single thread is concerned, the resource file according to thread multi-thread several divided into the corresponding number of segments by subsection concurrent download, improve the CPU utilization, also improve download speed.
We usually use the Internet in time, can use to many many download tools, such as Flash get, thunderbolt, etc, these tools can be very convenient to the Internet resources to download. These tools through graphic interface, will download information to users of the show, these download information including: download the size of the resources, the download progress, download speed with some other can let users understand the download the progress of the information. Actually these download tools provide the function, we can also use Java to realize, these tools including HTTP download, FTP download and BT support and so on, in addition, download tools also need to provide multi-thread download, breakpoint continuingly, and other functions, this paper mainly introduces how to realize a HTTP multithreading download tools.
This system in Linux to Java for programming language, to JDK1.6 and Eclipse, Linux for development platform, and implements a simple multi-thread download tools. This paper analyzes the network environment in the HTTP protocol based on multi-thread download and breakpoint continuingly of principle and method, to download tools of requirement analysis, system design, system in detail in this paper.
Keywords: Linux；Linear download more；Breakpoint continuing
目录
第一章引言 (1)
1.1研究背景 (1)
1.2研究意义 (2)
1.3本文的主要研究工作 (3)
第二章相关理论及技术 (5)
2.1系统平台搭建 (5)
2.2平台工具及环境 (8)
2.3相关技术及知识 (11)
第三章系统需求分析 (21)
3.1系统分析的目标与任务 (21)
3.2可行性分析 (21)
3.3功能分析 (23)
3.4非功能性分析 (24)
第四章系统详细设计 (26)
4.1系统总体设计 (26)
4.2系统各模块功能设计 (27)
4.3小结 (40)
第五章系统实现 (41)
5.1用户界面 (41)
5.2下载分类管理模块 (43)
5.3任务管理模块 (46)
5.4设置管理模块 (56)
第六章总结展望 (66)
致谢 (68)
参考文献 (69)
第一章引言
网络科技的飞速发展，带来了互联网信息生产和消费行为的快速拓展。电脑、手机、平板电脑等终端的集成，SNS、微博客等Web2.0应用的快速发展，促进了互联网信息承载量的急剧增长，信息资源前所未有的丰富。但同时，海量级、碎片化的信息增加了人们获取有效信息的时间和成本，如何利用网络技术高效地定位并获取用户所需的文件资源，己成为当前网络最迫切需求之一。
随着计算机网络的发展，信息通讯是计算机网络的重要组成部分，也可以说是关键。信息通讯是把信息从一个地方传送到另一个地方的过程，但是由于网络中的线路、设备以及电脑自身等种种原因造成的网络断接、死机等突发事件使数据在网络中的传输并不是一帆风顺，这就在信息的传输中出现了重复，形成资源以及时间等的不必要浪费。为了应对这些突发事件，避免不必要的资源和时间等的浪费，于是开发了断点续传技术。这是一种能够保存已经传输成功的信息，并且在某个随机的时间进行再次连接而成功传输剩余信息的技术。
在Internet环境下，用多线程技术实现同步下载，可以提高CPU 和带宽的利用率，从而提高下载速度。为了避免网络不稳定造成的下载中断后的重传，引入断点续传机制，可提高下载的效率。本文介绍了基于HTTP 协议的多线程下载和断点续传的实现方法，并给出了一个多线程下载工具的实现过程。
1.1研究背景
Linux是一款专门为计算机软件开发人员设计的操作系统，它不仅包含了丰富的开发工具，还提供了许多功能。Linux等开源软件的源代码是完全开放的，软件都使用标准的、开放的格式，能够保证创建兼容的软件。以往开放源代码社区都是以爱好者为主导，而现在大公司派出大量技术力量，去支援开放源代码社区。例如IBM就雇用了250名研发人员，专门参与开放源代码项目；Sun派出100多人，专门负责Open Office的开发；Linux核心领域70％的技术人员都是Red Hat的员工。在开始的时候，Linux只是个人狂热爱好的一种产物。但是现在，Linux已经成为了一种受到广泛关注和支持的操作系统。包括IBM和惠普在内的一些计算机业巨头也开始支持Linux。很多人认为，和其他的商用Unix系统以及微软Windows相比，作为自由软件的Linux具有低成本，安全性高，更加可信赖的优势。Linux的操作比较复杂，Windows的比较简单；Linux速度比较快，安全性比windows高，但是有很多软件只能在windows里运行，与Linux 兼容的软件正在开发中，Linux适用在网络方面。因此使用Linux为平台开发下载工具有重要的意义。
随着Linux系统发展完善，它在嵌入式领域和服务器领域的强劲性能已经被人们所熟知，在桌面系统领域也越来越受到人们的关注，在上网本，智能PDA
上Linux系统更是屡见不鲜。同时伴随着互联网的发展，除了普通的PC机，越来越多的嵌入式设备都开始具备接入互联网络的能力。因此，研究如何让运行Linux系统的设备快速可靠的从网络上获取大块数据就成为一个十分有现实意义的问题。本文设计出了一种既可以在Linux桌面系统中运行又可以经过少量修改后在智能嵌入式Linux系统上运行的通用多线程下载软件。它支持Http协议，支持文件续传，它可以很好的满足用户的基本需求。
以往我们使用的程序大多是单线程的，即一个程序只有一条从头至尾的执行线索。然而现实世界中的很多过程都具有多条线索同时动作的特性。Java语言的一大特性就是内置对多线程的支持，并且能快速地把控制从一个线程切换到另一个线程。多线程是指同时存在几个执行体，按几条不同的执行线索共同工作的情况，它使得编程人员可以很方便地开发出具有多线程功能、能同时处理多个任务的功能强大的应用程序。一些同时运行的线程需要共享数据，因此每个线程就必须要考虑其它与它一起共享数据的线程的状态与行为，这就是线程安全的问题。为了对Java多线程与线程安全机制进行研究与实践，特此设计一个基于Http 协议的支持多线程断点续传的下载程序。此下载程序由下载任务模块、设置模块以及系统帮助模块组成。通过Apache Jakarta Commons下的子项目Http Client包对Http协议进行支持，从而下载服务器端的资源。程序提供多线程断点续传功能，在完成下载过程中使用多线程技术可以较大幅度地提高下载的速度。
在日趋发展的下载工具研发中，使用下载工具下载资源更快的从网上下载数据，充分利用网络上的多余带宽，采用断点续传技术，随时在上次中断部位继续下载，避免重复劳动已越来越受到大众的青睐。
1.2研究意义
浏览器属于第一代下载工具。这种工具除了具有多任务属性以外，其自动化程度也是比较高的。就下载软件而言，只要点击的链接指向的文件名称具有.exe 或者.zip扩展名，就能够打开供用户选择保存到本地计算机上的对话框。第一代下载工具主要的缺点有两个：一个是用户自己不能方便地定制所能够下载的文件的类外一个就是下载的过程一旦中途因为意外情况中断，已经下载过来的那些数据就作废了。为了克服这种缺点，人们专门开发了优化下载过程的工具软件。最早的就是以当时的Get Right、Godzilla以及Net Vampire等为代表的断点续传下载工具。这种工具的优点就是能够具体地管理下载的过程，即使中断了，也可以重新接着中断的地方下载。实际上，专用的下载工具不但从这方面进行了优化，而且将其它更多的与下载有关的功能都集成进来，如下载以后文件的保存与管理、病毒自动扫描以及自动定时下载、可任意定制能够下载的文件类型等等。可以说，经典的断点续传工具属于第二代下载工具。
中国互联网络信息中心（CNNIC）最新发布的《第28次中国互联网络发展状况统计报告》显示，截至2011年6月底，我国网民规模已达4.85亿，再创历史新高；较2010年底增长2770万人，年增长率为6.1%；以这个速度至当前来看，我国网民早已超过4亿。此外，我国手机网民一年增加3.56亿，手机上网已成为我国互联网用户的新增长点，手机版下载工具也必将是未来几年研究的热门话题。
近年来互联网迅猛发展，互联网上有大量的信息资源，能让我们各有所需，各有所取。为了获得这些资源我们必须下载实现，用什么样的下载工具使用什么样的下载模式及技术，为下载工具行业指明了前进的方向，研究下载工具对整个互联网带来的资源共享的方便和快捷将是其它软件无可取代的。
在网络高速发展的今天，如何能高效合理的下载信息资源已经变得越来越重要。因此本课题研究了基于HTTP协议的多线程断点续传的原理，并设计开发了一个基于Linux的断点续传下载软件，它使用J2SE作为开发环境，以文件作为数据的存储工具，以期望其在下载速度与资源共享上与现有下载工具相比，能有更进一步的发展。
1.3 本文的主要研究工作
Linux作为互联时代最流行的免费的操作系统，越来越受到人们的青睐。但同时该平台下的下载软件却很少，而支持断点续传的多线程下载软件几乎没有。本系统不仅支持断点续传功能、多线程下载功能，而且有较强大的文件管理功能，同时利用动态创建组件技术把收发信息实时地显示给用户，系统界面亲切，操作简单，能在Linux下稳定有效地运行。
本设计是一个基于HTTP协议的支持多线程断点续传的下载软件。此下载软件由下载任务模块、设置模块以及系统帮助模块组成。通过Apache Jakarta Commons下的子项目Http Client包对HTTP协议进行支持从而下载服务器端的资源。软件提供多线程断点续传功能，在完成下载过程中使用多线程技术可以较大幅度地提高下载的速度。因为下载的过程中经常会有意外导致下载任务终止，比如因为某种原因导致关机、网络中断，也有可能用户需要暂时停止下载任务的时候，断点续传的功能会把下载的信息保留下来。在任务被再次执行的时候会接着以前完成的继续下载。软件在图形界面的设计上改用了现在比较流行的SWT 图形开发包，和传统的AWT/Swing图形界面工具包相比，SWT图形界面开发包有着用户界面外观较美观且响应速度较快的优点。
本文主要的工作如下：
通过对多线程断点续传下载软件的需求分析并结合实际情况的分析，本系统由下载分类管理、任务管理、设置管理、系统帮助四个主模块构成。其中下载文
件的分类模块主要是通过在新建下载任务时候设置下载文件的存储目录甚至新建一个存储目录的方式来实现。
下载任务的管理模块主要有三个子模块组成：新建下载任务模块、完成下载任务模块、删除任务模块。
在设置任务的管理模块主要有两个子模块组成：在新建下载任务的时候进行任务的连接方面的配置模块以及在现在过程中对下载任务的状态进行监视的模块。
在系统帮助模块里主要是包含一些对整个系统的说明，便于用户理解。
另外系统还支持将资源下载URL地址添加到剪贴板中，系统自动搜索添加文件名称。
第二章相关理论及技术
2.1 系统平台搭建
Ubuntu是一个南非的民族观念，着眼于人们之间的忠诚和联系。该词来自于祖鲁语和科萨语Ubuntu被视为非洲人的传统理念，也是建立新南非共和国的基本原则之一，与非洲复兴的理想密切相关。Ubuntu精神的大意是“人道待人”。另一种翻译可以是：“天下共享的信念，连接起每个人”。具有Ubuntu 精神的人心胸开阔，乐于助人，见贤思齐而不忌妒贤能，因为他/她拥有适度的自信，而这源自如下认识：自己乃是属于一个更大的整体，当他人受到伤害或死去时，当他人受到折磨或压迫时，这个整体就会消失。Desmond Tutu作为一个基于
GNU/Linux 的平台，Ubuntu 操作系统将Ubuntu 精神带到了软件世界。
Ubuntu项目完全遵从开源软件开发的原则；并且鼓励人们使用、完善并传播开源软件。也就是Ubuntu目前是并将永远是免费的。然而，这并不仅仅意味着零成本，自由软件的理念是人们应该以所有对社会有用的方式自由地使用软件。自由软件并不只意味着用户不需要为其支付费用，它也意味着用户可以以自己想要的方式使用软件：任何人可以任意方式下载、修改、修正和使用组成自由软件的代码。因此，除去自由软件常以免费方式提供这一事实外，这种自由也有着技术上的优势：进行程序开发时，就可以使用其他人的成果或以此为基础进行开发。对于非自由软件而言，这点就无法实现，进行程序开发时，人们总得白手起家。基于上述原因，自由软件的开发是迅捷、高效和激动人心的！
目前已有大量各种各样基于GNU/Linux的操作系统，例如：Debian，SuSE，Cento，Red Hat和Mandriva。在这行业已竞争纷繁的世界里，Ubuntu是又一个参与者。那么Ubuntu何以有所不同？Debian是一个广受称道、技术先进且有着良好支持的发行版，Ubuntu正是基于Debian之上，旨在创建一个可以为桌面和服务器提供一个最新且一贯的Linux系统。Ubuntu 囊括了大量从Debian发行版精挑细选的软件包，同时保留了Debian强大的软件包管理系统，以便简易的安装或彻底的删除程序。与大多数发行版附带数量巨大的可用可不用的软件不同，Ubuntu 的软件包清单只包含那些高质量的重要应用程序。注重质量，Ubuntu提供了一个健壮、功能丰富的计算环境，既适合家用又适用于商业环境。本项目花费了大量必要的时间，努力精益求精，每6个月就会发布一个版本，以提供最新最强大的软件。Ubuntu支持各种形形色色的架构，包括i386，AMD64，以及PowerPC等。
Ubuntu 的所有版本至少会提供18个月的安全和其它升级支持。Ubuntu 6.06 LTS和Ubuntu 8.04 LTS以及Ubuntu 10.04 LTS有点特别，它已是个准企业级版本，其桌面版本会提供3年支持，而服务器版本则将提供长达5年的支持。Ubuntu
6.06 LTS和Ubuntu 8.04 LTS及Ubuntu 10.04 LTS的开发周期比往常稍长，并专注于诸多领域，如：质量保证；本地化；认证。所以，和以往版本相比，用户可放心长期使用Ubuntu 6.06 LTS以及Ubuntu 8.04 LTS和Ubuntu 10.04 LTS，由此该版本也被冠以LTS或长期支持。
Ubuntu默认桌面环境采用GNOME(The GNU Network Object Model Environment，GNU网络对象模型环境），一个UNIX和Linux主流桌面套件和开发平台，从ubuntu11.04开始使用unity作默认桌面环境。另一个UNIX和Linux 主流桌面环境是KDE（K桌面环境，K Desktop Environment）。还有一个Linux 主流桌面环境xfce（一个轻量级桌面环境，Ubuntu下的xfce是xubuntu开发的），Kubuntu项目和xubuntu项目为Ubuntu用户提供了一个默认GNOME桌面环境之外的选择。感谢Kubuntu项目小组和和xubuntu项目的努力，Ubuntu用户现在可以在用户的系统上轻易安装和使用KDE和xfce桌面。欲在Ubuntu基础上安装上一个可用的Kubuntu或xubuntu，用户须安装Kubuntu-desktop 或xubuntu desktop软件包。安装该软件包后，用户就可以任意选择使用Gnome、KDE和xfce桌面环境。
Ubuntu的下载和安装如下：
(1)、获取VMware Workstation：VMware Workstation是一款免费的虚拟机软件，可以从以下网址下载：http://www. VMware
https://www.wendangku.net/doc/646440074.html,/wiki/Downloads。
(2)、获取Ubuntu：Ubuntu的下载地址：https://www.wendangku.net/doc/646440074.html,/。
(3)、安装Ubuntu：VMware Workstation软件的安装请用户自行安装，下面详细介绍新建Ubuntu运行的虚拟机。
(4)、打开VMware Workstation软件，点击“文件”菜单，选择“新建－虚拟机”命令。
(5)、弹出新建虚拟机向导，点击下一步按钮。
(6)、在虚拟机配置中，选择第二项自定义单选项目，点击“下一步”按钮。
(7)、在“虚拟机格式”中，选择第一项“新的Workstation 5”单选项目，点击“下一步”按钮。
(8)、之后将询问虚拟机的操作系统，用户在“客体操作系统”中选择“Linux”，在下面的版本中选择“Ubuntu”，点击“下一步”按钮。
(9)、这时询问虚拟机的名称和保存目录，请根据自己的需要进行设置。在此用户可以使用默认设置，点击“下一步”按钮。
(10)、虚拟处理器数：选择“一个”，点击“下一步”按钮。
(11)、这时提示分配虚拟机内存，请根据用户的物理内存实际情况进行设置，建议至少分配128MB内存，如果物理内存数量允许，推荐设置256MB内存。
(12)、网络连接类型：如果不想让虚拟机访问，请选择“不使用网络连接”。如果需要访问网络，请根据用户的情况设置，在此推荐用户使用第二项“NAT”，这个选项让虚拟机使用宿主计算机的IP访问网络，宿主计算机将共享网络给虚拟机。点击“下一步”按钮。
(13)、I/O适配器：选择“SCSI Logic”项目，点击“下一步”按钮。
(14)、磁盘：“选择创建一个新的虚拟磁盘”，点击“下一步”按钮。
(15)、虚拟机磁盘类型：选择“SCSI”，点击“下一步”按钮。
(16)、磁盘容量，根据用户实际情况设置，建议至少分配4GB的磁盘容量。
(17)、磁盘文件保存路径，同样根据用户的情况设置，该保存路径的剩余磁盘空间必须大于用户设置的虚拟机磁盘最大容量，点击“下一步”按钮。一个虚拟机就设置完成了。
安装操作系统
一、准备安装
(1)、切换到刚才设置好的虚拟机选项卡，点击“虚拟机”菜单中的“设置”命令，选择“CD-ROM1”设备，之后再右侧选择“使用ISO映像”单选项目，在下面选择Ubuntu Linux DVD的ISO镜像。然后点击“确定”按钮，关闭窗口。
(2)、点击主界面的“启动此虚拟机”命令，打开虚拟机。
(3)、默认的虚拟机因为硬盘数据是空的，所以不需要多加设置，第一次启动虚拟机就是从硬盘启动的。
(4)、虚拟机启动后，经过一会儿的引导，进入了光盘启动画面。这时按键盘上的F2，弹出安装语言选择，通过键盘上的上下左右四个按键，建议用户选择“中文（简体）”语言，按下回车键。
(5)、再按F4键，弹出显示和分辨率选择，根据硬件情况，选择适当的分辨率和颜色。建议用户选择1024 * 764的16色模式，按下回车键确认。
(6)、在主菜单中选择第三个项目，Install in text mode，启动命令行安装模式。
二、开始安装
(1)、经过一会儿的加载，顺利进入了安装界面。
(2)、首先要求选择键盘布局，请根据自己硬件情况选择，建议用户选择大部分中文用户使用的“美国英语”。
(3)、开始扫描硬件和光盘，可能需要一段时间。
(4)、开始自动配置网络环境，如果您设置了虚拟网络，就有这一步，一般可以全自动的为用户设置成功。
(5)、配置网络，首先要求输入计算机名，根据情况设置，按回车键确认。
(6)、开始探测磁盘，可能需要一段时间。
(7)、进入分区设置，可以手动分区也可以自动分区，因为用户是空的虚拟
机，没有特殊要求，用户在此选择第一项“清空整个磁盘”，自动分区。开始自动配置分区，如提示是否确认，请选择“是”。
(8)、时钟设置，按照默认的设置，选择“是”确认。
(9)、提示输入用户的用户名，用户将用此输入用户进入系统。请根据个人情况正确输入用户名和密码。
(10)、开始安装系统，有校对文件正确性、解包、复制文件等过程，这可能需要很长时间。
2.2 平台工具及环境
1.、JDK
JDK(Java Development Kit)是Sun Microsystems针对Java开发员的产品。自从Java推出以来，JDK已经成为使用最广泛的Java SDK。JDK 是整个Java的核心，包括了Java运行环境，Java工具和Java基础的类库。JDK是学好Java的第一步。而专门运行在x86平台的Rocket在服务端运行效率也要比Sun JDK好很多。从SUN的JDK5.0开始，提供了泛型等非常实用的功能，其版本也不断更新，运行效率得到了非常大的提高。
作为Java语言的SDK，普通用户并不需要安装JDK来运行Java程序，而只需要安装JRE(Java Runtime Environment)。而程序开发者必须安装JDK来编译、调试程序。
JDK包含了一批用于Java开发的组件，其中包括：
Java –编译器，将后缀名为.Java的源代码编译成后缀名为.Class的字节码；
Java –运行工具，运行.Class的字节码；
Jar –打包工具，将相关的类文件打包成一个文件；
Avado –文档生成器，从源码注释中提取文档，注释需符合规范；
Job Debugger –调试工具；
Jpg –显示当前Java程序运行的进程状态；
Java –反编译程序；
Applet viewer –运行和调试Applet程序的工具，不需要使用浏览器；
Java –从Java类生成C头文件和C源文件。这些文件提供了连接平台，使Java 和C 代码可进行交互；
Java’s –运行JNLP程序；
Etches –一个检测Jar包冲突的工具；
Apt –注释处理工具；
Hat – Java堆分析工具；
Stack –栈跟踪程序；
Jstat – JVM检测统计工具；
Jstatd – Jstat守护进程；
Jinfo –获取正在运行或崩溃的Java程序配置信息；
Jmap –获取Java进程内存映射信息；
Jdlj – IDL-To-Java 编译器，将IDL语言转化为Java文件；
Policytool –一个GUI的策略文件创建和管理工具；
Jrunscript –命令行脚本运行；
JDK中还包括完整的JRE(Java Runtime Environment)，Java运行环境，也被称为private runtime。包括了用于产品环境的各种库类，如基础类库Rt.jar，以及给开发人员使用的补充库，如国际化与本地化的类库、IDL库等等。
Ubuntu Linux下JDK的安装与配置
1、安装
(1)、从Sun公司网站WWW.SUN .COM下载Linux版本的JDK。
(2)、打开终端，用CD命令进入JDK所在目录，执行复制命令：Sudo cp
jdk-6u7-linux-i586.bin /usr即将jdk复制到/usr目录下。
(3)、进入/usr目录：cd /usr。
(4)、执行权限：Chmod +x jdk-6u7-linux-i586.bin。
(5)、执行安装命令：./jdk-6u21-linux-i586.bin。如遇错误，可先切换至
root用户下，su root，再执行安装命令。安装成功会在/usr目录下生成
jdk1.6.0_07目录，就是jdk的安装目录。重启电脑，打开终端，输入java
–version。如若有显示java的版本信息，则表示安装成功。
2、配置
安装成功后需要配置jdk环境变量
(1)、用cd命令进入/etc目录。
(2)、Sudo VI profile ：即执行编辑profile文件命令。
(3)、在umas k022前添加如下内容：Export
JAVA_HOME=/usr/jdk1.6.0_21；Export
JRE_HOME=/usr/jdk1.6.0_21/jre；Export
PATH=$PATH:/usr/jdk1.6.0_21/bin；Export
CLASSPATH=./:/usr/jdk1.6.0_21/lib:/usr/jdk1.6.0_21/jre/lib。
(4)、保存退出，重启电脑
3、.测试
新建Test.java：
Public class Test {
Public static void main (String [] args) {
System.out.println(―‖Hello，Welcome to Linux World!―‖);
}
}
在终端用cd命令进入Test.java目录，然后输入：
javac Test.java java Test
若输出
Hello，Welcome to Linux World!
则表明配置成功!
如不能通过编译，可通过重新启动系统试试
2、Eclipse
Eclipse是著名的跨平台的自由集成开发环境（IDE）。最初主要用来Java
语言开发，但是目前亦有人通过插件使其作为其他计算机语言比如C++和Python 的开发工具。Eclipse的本身只是一个框架平台，但是众多插件的支持使得Eclipse 拥有其他功能相对固定的IDE软件很难具有的灵活性。许多软件开发商以Eclipse 为框架开发自己的IDE。
Eclipse 最初由OTI和IBM两家公司的IDE产品开发组创建，起始于1999年4月。IBM提供了最初的Eclipse代码基础，包括Platform、JDT 和PDE。目前由IBM牵头，围绕着Eclipse项目已经发展成为了一个庞大的Eclipse联盟，有150多家软件公司参与到Eclipse项目中，其中包括Borland、Rational Software、Red Hat及Sybase等。Eclipse是一个开发源码项目，它其实是Visual Age for Java 的替代品，其界面跟先前的Visual Age for Java差不多，但由于其开放源码，任何人都可以免费得到，并可以在此基础上开发各自的插件，因此越来越受人们关注。近期还有包括Oracle在内的许多大公司也纷纷加入了该项目，并宣称Eclipse 将来能成为可进行任何语言开发的IDE集大成者，使用者只需下载各种语言的插件即可。
Ubuntu Linux下Eclipse的安装与配置：
1、下载eclipse-SDK-3.2-linux-gtk.tar.gz，下载地址https://www.wendangku.net/doc/646440074.html,。
2、把它放在/home/my目录下，解压后得到eclipse文件夹，打开终端进入/home/my：
$ sudo cp -r eclipse /opt //创建桌面连接；
$ Sudo gedit /usr/share/applications/eclipse. desktop //加入下面内容；
[Desktop Entry]；
Encoding=UTF-8；
Name=Eclipse；
Comment=Eclipse SDK；
Exec=/opt/eclipse/eclipse；
Icon=/opt/eclipse/icon.xpm；
Terminal=false；
Type=Application；
Categories=Application; Development；
保存后就完成了Eclipse的安装。
3、VMware Workstation
VMware Workstation是一款功能强大的桌面虚拟计算机软件，提供用户可在单一的桌面上同时运行不同的操作系统，和进行开发、测试、部署新的应用程序的最佳解决方案。VMware Workstation可在一部实体机器上模拟完整的网络环境，以及可便于携带的虚拟机器，其更好的灵活性与先进的技术胜过了市面上其他的虚拟计算机软件。对于企业的IT开发人员和系统管理员而言，VMware在虚拟网路，实时快照，拖曳共享文件夹，支持PXE等方面的特点使它成为必不可少的工具。
VMware Workstation下载与安装
1、先下载VMware Workstation最新版本
2、安装。这个步骤很简单，如果中途弹出安装驱动的提示请选择“继续安装”。部分用户安装完以后需要重启
2.3 相关技术及知识
一、Java语言
它最初被命名为Oak，目标设定在家用电器等小型系统的编程语言，来解决诸如电视机、电话、闹钟、烤面包机等家用电器的控制和通讯问题。由于这些智能化家电的市场需求没有预期的高，Sun放弃了该项计划。就在Oak几近失败之时，随着互联网的发展，Sun看到了Oak在计算机网络上的广阔应用前景，于是改造了Oak，以“Java”的名称正式发布。
Java的特点：
(1)、平台无关性是指Java能运行于不同的平台。Java引进虚拟机原理，并运行于虚拟机，实现不同平台的Java接口之间。使用Java编写的程序能在世界范围内共享。Java的数据类型与机器无关，Java虚拟机（Java Virtual Machine）是建立在硬件和操作系统之上，实现Java二进制代码的解释执行功能，提供于不同平台的接口的。
(2)、Java的编程类似C++，学习过C++的读者将很快掌握Java的精髓。Java 舍弃了C++的指针对存储器地址的直接操作，程序运行时，内存由操作系统分配，这样可以避免病毒通过指针侵入系统。Java对程序提供了安全管理器，防止程序的非法访问。
(3)、Java吸取了C++面向对象的概念，将数据封装于类中，利用类的优点，实现了程序的简洁性和便于维护性。类的封装性、继承性等有关对象的特性，使程序代码只需一次编译，然后通过上述特性反复利用。程序员只需把主要精力用在类和接口的设计和应用上。Java提供了众多的一般对象的类，通过继承即可使用父类的方法。在Java中，类的继承关系是单一的非多重的，一个子类只有一个父类，子类的父类又有一个父类。Java提供的Object类及其子类的继承关系如同一棵倒立的树形，根类为Object类，Object类功能强大，经常会使用到它及其它派生的子类。
(4)、Java建立在扩展TCP/IP网络平台上。库函数提供了用HTTP和FTP协议传送和接受信息的方法。这使得程序员使用网络上的文件和使用本机文件一样容易。
(5)、Java致力于检查程序在编译和运行时的错误。类型检查帮助检查出许多开发早期出现的错误。Java自己操纵内存减少了内存出错的可能性。Java还实现了真数组，避免了覆盖数据的可能，这些功能特征大大提高了开发Java应用程序的周期。并且Java还提供了Null指针检测、数组边界检测、异常出口、Byte code校验等功能。
(6)、我们知道C，C++等语言，都是针对CPU芯片进行编译，生成机器代码，该代码的运行就和特定的CPU有关。Java不像C或C++，它不针对CPU
芯片进行编译，而是把程序编译成称为自字节码的一种―中间代码‖。字节码是很接近机器码的文件，可以在提供了java虚拟机（JVM）的任何系统上被解释执行。
(7)、Java程序的基本组成单元就是类，有些类是自己编写的，有些是从类库中引入的，而类又是运行时动态装载的，这就使得Java可以在分部环境中动态的维护程序及分类，而不像C++那样，没档期类库升级以后，如果想让程序具有新类库提供的功能，就需要修改程序，重新编译。
Java与C/C++语言
Java提供了一个功能强大语言的所有功能，但几乎没有一点含混特征。C++安全性不好，但C和C++被大家接受，所以Java设计成C++形式，让大家很容易学习。Java去掉了C++语言中的指针运算、结构、typesets、#define、需要释放内存等功能，减少了平常出错的50%，让Java的语言功能很精炼。而且，因为Java很小，所以整个解释器只需215K的RAM，并增加了一些很有用的功能，如自动收集碎片。Java实现了C++的基本面象对象技术并有一些增强。Java处理数据方式和用对象接口处理对象数据方式一样。Java与C和C++直接相关。Java 继承了C的语法，Java的对象模型是从C++改编而来的。现代程序设计始于C，而后过渡到C++，现在则是JA V A。通过大量的继承,JA V A提供了一个强大的，可以更好地利用已有成果的，逻辑一致的程序设计环境，并且增加了在线环境需
求的新功能.或许最重要的一点在于，由于它们的相似性，C，C++和JA V A为专业程序员定义了一个统一的概念架构。程序员从其中的一种语言转到另一种语言时，不会遇到太大的困难。
Java与Internet
早先的www仅可以传送文本和图片，Java的出现实现了互动的页面，是一次伟大的革命。Java并不是为Internet、www而设计的，它也可以用来编写独立的应用程序。Java是一种面向对象语言，Java语言类似于C++语言，所以已熟练掌握C++语言的编程人员，再学习Java语言就容易得多！Java程序需要编译，它被放置在Internet服务器上，当用户访问服务器时，Java程序被下载到本地的用户机上，由浏览器解释运行。实际上有两种Java程序：一种Java应用程序是一个完整的程序，如Web浏览器。另一种Java小应用程序是运行于Web浏览器中的一个程序。Java程序和它的浏览器Hot Java，提供了可让你的浏览器运行程序的方法。你能从你的浏览器里直接播放声音，你还能播放页面里的动画，Java 还能告诉你的浏览器怎样处理新的类型文件。当我们能在2400 baud线上传输视频图象时，Hot Java将能显示这些视频。
Java与电子商务
电子商务是当今的热门话题，然而传统的编程语言难以胜任电子商务系统，电子商务要求程序代码具有基本的要求：安全、可靠、同时要求能与运行于不同平台的机器的全世界客户开展业务。Java以其强安全性、平台无关性、硬件结构无关性、语言简洁同时面向对象，在网络编程语言中占据无可比拟的优势，成为实现电子商务系统的首选语言。
Java程序的开发过程
(1)编写源文件：使用一个文本编辑器，如Edit或记事本，来编写源文件。不可使用Word编辑器，因为它含有不可见字符。将编好的源文件保存起来，源文件的扩展名必须是.Java。(2)编译Java源文件：使用Java编译器（Java.exe）编译源文件得到字节码文件。(3)运行Java程序：Java程序分为两类——Java应用程序和Java小应用程序，Java应用程序必须通过Java编译器（Java.exe）来解释执行器字节码文件；Java小应用程序必须通过支持Java标准的浏览器来解释执行。
二、多线程技术
1、线程概述
几乎所有的操作系统都支持同时运行多个任务，一个任务通常就是一个程序，每个运行中的程序就是一个进程。当一个程序运行时，内部可能包含了多个顺序执行流，每个顺序执行流就是一个线程。
2、线程和进程
几乎所有的操作系统都有进程的概念，所有运行中的任务通常对应一条进
程。当一个程序进入内存运行，就是一个进程了。进程是处于运行中的程序，具有一定的独立能力，进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。进程特征：(1)独立性：进程是系统中独立存在的实体，可以拥有自己独立的资源，每个进程都拥有自己的私有地址地址。在没有经过进程本身允许的情况下，一个用户进程不可以访问其他进程地址空间。(2)动态性：进程和程序的区别在于，程序只是一个静态的指令集合，而进程是一个正在系统中活动的指令集合。在程序中加入了时间概念，进程具有自己的生命周期和各种不同的状态，这些概念是程序不具备的。(3)并发性：多个进程可以在单个处理器上并发执行，多个进程之间不会互相影响。多线程则扩展了多进程的概念，使得同一个进程可以同时并发处理多个任务。线程也被称为轻量级进程(Lightweight Process)，线程是进程的执行单元。就像进程在操作系统中的地位一样，线程在程序中是独立、并发执行流。当进程被初始化后，主线程就被创建。对于绝大多数应用程序来说，通常仅要一个主线程，但我们也可以在该进程内创建多条顺序执行流，这些顺序执行流就是线程，每条线程也互相独立的。线程是进程的组成部分，一个进程可以拥有多个线程，一个线程必须有一个父进程。线程可以拥有自己的堆、栈、程序计数器、局部变量，但不能拥有系统资源，它与父进程的其他线程共享该进程所有的全部资源。因为多个线程共享父进程的全部资源。线程可以完成一定的任务，可与其他线程共享父进程中的变量和部分环境，相互之间协作共同完成进程所要完成的任务。线程是独立运行的，它并不知道进程中是否还有其他进程存在。线程的执行是抢占方式的，也就是说，当前运行的线程在任何时候都可以被挂起，以便其他线程运行。一个线程可以创建和撤销另一个线程，同一个进程中的多个线程可以并发执行。综述：一个程序运行后至少有一个进程，一个进程可以包含多个线程。至少包含一个线程。
3、并发和并行：并发性(concurrency)和并行性(parallel)是两个概念；并行指在同一时刻，有多条指令（线程）在多个处理器上同时执行；并发指在同一时刻只能有一个指令（线程）执行，但多个进程指令被快速轮换执行，使得宏观上具有多个进程同时执行的效果。
4、多线程的优势：线程划分尺度小于进程，使得多线程划分的并发性高。进程在执行时有自己独立的单元，多个线程共享内存，从而提高了运行效率。线程比进程具有更高的性能，这是由于同一个进程中的线程都有共性：多个线程将共享同一个进程的虚拟空间。线程共性的环境包括：进程代码段、进程共有数据等。线程很容易就利用共性的数据进行通信。当操作系统创建一个进程时，必须给该进程分别独立的内存空间，并分配大量相关的资源；但创建一个线程则简单得多，因此多线程来实现并发要比多进程实现并发的性能高得多。多线程优点：(1)进程之间不能共享内存，但线程之间共享内存非常容易。(2)系统创建进程需要为该进程重新分配系统资源，但创建线程则代价要小得多，因此使用线程来实
现多任务并发比多进程的效率高。(3)Java语言内置多线程功能支持，而不是单纯的作为底层操作系统的调度方式，从而简化Java的多线程编程。
5、单线程和多线程的比较
原先的信息资源共享主要通过WEB技术实现，即先把共享的文件放到服务器上，然后客户机便可以通过HTTP和FTP等协议从服务器下载这些文件，这就是所谓的结构，采用的也是传统的单线程下载。多线程和传统的单线程在程序设计上最大的区别在于，由于各个线程的控制流彼此独立，使得各个线程之间的代码是乱序执行，由此带来的线程调度问题。由于是多线程进行断点续传，还要考虑记录多个断点位置，且记录断点位置时也要考虑同步互斥等问题。所有这些都使得这一步比较复杂。但是可以明显提高网络文件的下载速度。在其他非下载类的软件中，加入下载功能有时也非常必要。如让自己的软件支持自动在线升级，或者在软件中自动下载新的数据进行数据更新，这都是很有用、而且很实用的功能。
三、Http协议
1、HTTP协议介绍
HTTP协议是一种应用层协议，HTTP是Hypertext Transfer Protocol（超文本传输协议）的英文缩写。HTTP可以通过传输层的TCP协议在客户端和服务器之间传输数据。HTTP协议主要用于Web浏览器和Web服务器之间的数据交换。我们在使用IE或Firefox浏览网页或下载Web资源时，通过在地址栏中输入http://host：port/path，开头的4个字母http就相当于通知浏览器使用HTTP协议来和host所确定的服务器进行通讯。
HTTP协议诞生于上世纪90年代初；第一个被广泛使用的版本是HTTP0.9.这个最初的版本非常简陋，它只向服务器发送一个非常简单的请求，而服务器也会返回一个很简单的响应以及相应的HTML文本。在随后的HTTP1.0中，增加了很多在HTTP0.9中没有的特性，如增加了资源重定位，大量的状态响应码等。在最新的HTTP1.1中，对HTTP1.0做了更进一步的改进，除了增加了一些请求方法外，最大的改进就是可以使HTTP保持连接状态。这对于一些频繁传输数据的应用是非常有益的。由于HTTP协议已经达到了它的目标，因此，负责制定规范的W3C已经停止了对HTTP的改进（和HTTP相关的协议或扩展并未停止），所以，HTTP1.1将是HTTP协议的最后一个版本。
无论用户是从事网络程序开发，还是Web开发，或是网站的维护人员；都必须对HTTP协议有一个比较深入的了解。因此，HTTP协议不仅是Internet上应用最为广泛的协议，也是应用协议家族中比较简单的一种入门级协议；而且所有的Web服务器无一例外地都支持HTTP协议。这也充分地说明，对于那些开发网络程序，尤其是开发各种类型的Web服务器的开发人员，透彻地掌握HTTP
实验七：Linux多线程编程(实验分析报告)
实验七：Linux多线程编程(实验报告)
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实验七：Linux多线程编程（4课时） 实验目的：掌握线程的概念；熟悉Linux下线程程序编译的过程；掌握多线程程序编写方法。 实验原理：为什么有了进程的概念后，还要再引入线程呢？使用多线程到底有哪些好处？什么的系统应该选用多线程？我们首先必须回答这些问题。 1 多线程概念 使用多线程的理由之一是和进程相比，它是一种非常"节俭"的多任务操作方式。运行于一个进程中的多个线程，它们彼此之间使用相同的地址空间，共享大部分数据，启动一个线程所花费的空间远远小于启动一个进程所花费的空间。 使用多线程的理由之二是线程间方便的通信机制。同一进程下的线程之间共享数据空间，所以一个线程的数据可以直接为其它线程所用，这不仅快捷，而且方便。2多线程编程函数 Linux系统下的多线程遵循POSIX线程接口，称为pthread。编写Linux下的多线程程序，需要使用头文件pthread.h，连接时需要使用库libpthread.a。pthread_t在头文件/usr/include/bits/pthreadtypes.h中定义： typedef unsigned long int pthread_t; 它是一个线程的标识符。 函数pthread_create用来创建一个线程，它的原型为： extern int pthread_create((pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine) (void *), void *arg)); 第一个参数为指向线程标识符的指针，第二个参数用来设置线程属性，第三个参数是线程运行函数的起始地址，最后一个参数是运行函数的参数。 函数pthread_join用来等待一个线程的结束。函数原型为： extern int pthread_join(pthread_t th, void **thread_return); 第一个参数为被等待的线程标识符，第二个参数为一个用户定义的指针，它可以用来存储被等待线程的返回值。 函数pthread_exit的函数原型为： extern void pthread_exit(void *retval); 唯一的参数是函数的返回代码，只要pthread_join中的第二个参数thread_return不是NULL，这个值将被传递给thread_return。 3 修改线程的属性 线程属性结构为pthread_attr_t，它在头文件/usr/include/pthread.h中定义。属性值不能直接设置，须使用相关函数进行操作，初始化的函数为pthread_attr_init，这个函数必须在pthread_create函数之前调用。 设置线程绑定状态的函数为pthread_attr_setscope，它有两个参数，第一个是指向属性结构的指针，第二个是绑定类型，它有两个取值：PTHREAD_SCOPE_SYSTEM（绑定的）和PTHREAD_SCOPE_PROCESS（非绑定的）。 另外一个可能常用的属性是线程的优先级，它存放在结构sched_param中。用函数pthread_attr_getschedparam和函数pthread_attr_setschedparam进行存放，一般说来，我们总是先取优先级，对取得的值修改后再存放回去。 4 线程的数据处理
Linux多线程编程的基本的函数
Posix线程编程指南（一） 线程创建与取消 这是一个关于Posix线程编程的专栏。作者在阐明概念的基础上，将向您详细讲述Posix线程库API。本文是第一篇将向您讲述线程的创建与取消。 线程创建 1．1 线程与进程 相对进程而言，线程是一个更加接近于执行体的概念，它可以与同进程中的其他线程共享数据，但拥有自己的栈空间，拥有独立的执行序列。在串行程序基础上引入线程和进程是为了提高程序的并发度，从而提高程序运行效率和响应时间。 线程和进程在使用上各有优缺点：线程执行开销小，但不利于资源的管理和保护；而进程正相反。同时，线程适合于在SMP机器上运行，而进程则可以跨机器迁移。 1．2 创建线程 POSIX通过pthread_create()函数创建线程，API定义如下： 与fork()调用创建一个进程的方法不同，pthread_create()创建的线程并不具备与主线程（即调用pthread_create()的线程）同样的执行序列，而是使其运行 start_routine(arg)函数。thread返回创建的线程ID，而attr是创建线程时设置的线程属性（见下）。pthread_create()的返回值表示线程创建是否成功。尽管arg是void *类型的变量，但它同样可以作为任意类型的参数传给start_routine()函数；同时，start_routine()可以返回一个void *类型的返回值，而这个返回值也可以是其他类型，并由pthread_join()获取。 1．3 线程创建属性 pthread_create()中的attr参数是一个结构指针，结构中的元素分别对应着新线程的运行属性，主要包括以下几项： __detachstate，表示新线程是否与进程中其他线程脱离同步，如果置位则新线程不能用pthread_join()来同步，且在退出时自行释放所占用的资源。缺省为 PTHREAD_CREATE_JOINABLE状态。这个属性也可以在线程创建并运行以后用pthread_detach()来设置，而一旦设置为PTHREAD_CREATE_DETACH状态（不论是创建时设置还是运行时设置）则不能再恢复到PTHREAD_CREATE_JOINABLE状态。
linux下的多线程编程常用函数
Linux下pthread的实现是通过系统调用clone（）来实现的。clone（）是Linux所特 有的系统调用，他的使用方式类似fork. int pthread_create(pthread_t *restrict tidp,const pthread_attr_t *restrict attr, void *(*start_rtn)(void),void *restrict arg); 返回值：若是成功建立线程返回0,否则返回错误的编号 形式参数： pthread_t *restrict tidp 要创建的线程的线程id指针 const pthread_attr_t *restrict attr 创建线程时的线程属性 void* (start_rtn)(void) 返回值是void类型的指针函数 void *restrict arg start_rtn的行参 进行编译的时候要加上-lpthread 向线程传递参数。 例程2： 功能：向新的线程传递整形值 #include
linux线程
关于linux线程 在许多经典的操作系统教科书中, 总是把进程定义为程序的执行实例, 它并不执行什么, 只是维护应用程序所需的各种资源. 而线程则是真正的执行实体.为了让进程完成一定的工作, 进程必须至少包含一个线程. 如图1. 进程所维护的是程序所包含的资源(静态资源), 如: 地址空间, 打开的文件句柄集, 文件系统状态, 信号处理handler, 等; 线程所维护的运行相关的资源(动态资源), 如: 运行栈, 调度相关的控制信息, 待处理的信号集, 等; 然而, 一直以来, linux内核并没有线程的概念. 每一个执行实体都是一个task_struct结构, 通常称之为进程. 如图2. 进程是一个执行单元, 维护着执行相关的动态资源. 同时, 它又引用着程序所需的静态资源.通过系统调用clone创建子进程时, 可以有选择性地让子进程共享父进程所引用的资源. 这样的子进程通常称为轻量级进程.linux上的线程就是基于轻量级进程, 由用户态的pthread库实现的.使用pthread以后, 在用户看来, 每一个task_struct就对应一个线程, 而一组线程以及它们所共同引用的一组资源就是一个进程.但是, 一组线程并不仅仅是引用同一组资源就够了, 它们还必须被视为一个整体.对此, POSIX标准提出了如下要求: 1, 查看进程列表的时候, 相关的一组task_struct应当被展现为列表中的一个节点; 2, 发送给这个"进程"的信号(对应kill系统调用), 将被对应的这一组task_struct所共享, 并且被其中的任意一个"线程"处理; 3, 发送给某个"线程"的信号(对应pthread_kill), 将只被对应的一个task_struct接收, 并且由它自己来处理; 4, 当"进程"被停止或继续时(对应SIGSTOP/SIGCONT信号), 对应的这一组task_struct 状态将改变; 5, 当"进程"收到一个致命信号(比如由于段错误收到SIGSEGV信号), 对应的这一组task_struct将全部退出; 6, 等等(以上可能不够全); linuxthreads
Step by Step：Linux C多线程编程入门(基本API及多线程的同步与互斥)
介绍：什么是线程，线程的优点是什么 线程在Unix系统下，通常被称为轻量级的进程，线程虽然不是进程，但却可以看作是Unix进程的表亲，同一进程中的多条线程将共享该进程中的全部系统资源，如虚拟地址空间，文件描述符和信号处理等等。但同一进程中的多个线程有各自的调用栈(call stack)，自己的寄存器环境（register context)，自己的线程本地存储(thread-local storage)。 一个进程可以有很多线程，每条线程并行执行不同的任务。 线程可以提高应用程序在多核环境下处理诸如文件I/O或者socket I/O等会产生堵塞的情况的表现性能。在Unix系统中，一个进程包含很多东西，包括可执行程序以及一大堆的诸如文件描述符地址空间等资源。在很多情况下，完成相关任务的不同代码间需要交换数据。如果采用多进程的方式，那么通信就需要在用户空间和内核空间进行频繁的切换，开销很大。但是如果使用多线程的方式，因为可以使用共享的全局变量，所以线程间的通信（数据交换）变得非常高效。 Hello World(线程创建、结束、等待） 创建线程 pthread_create 线程创建函数包含四个变量，分别为： 1. 一个线程变量名，被创建线程的标识 2. 线程的属性指针，缺省为NULL即可 3. 被创建线程的程序代码 4. 程序代码的参数 For example： - pthread_t thrd1? - pthread_attr_t attr? - void thread_function(void argument)? - char *some_argument? pthread_create(&thrd1, NULL, (void *)&thread_function, (void *) &some_argument); 结束线程 pthread_exit 线程结束调用实例：pthread_exit(void *retval); //retval用于存放线程结束的退出状态 线程等待 pthread_join pthread_create调用成功以后，新线程和老线程谁先执行，谁后执行用户是不知道的，这一块取决与操作系统对线程的调度，如果我们需要等待指定线程结束，需要使用pthread_join函数，这个函数实际上类似与多进程编程中的waitpid。 举个例子，以下假设 A 线程调用 pthread_join 试图去操作B线程，该函数将A线程阻塞，直到B线程退出，当B线程退出以后，A线程会收集B线程的返回码。 该函数包含两个参数：pthread_t th //th是要等待结束的线程的标识 void **thread_return //指针thread_return指向的位置存放的是终止线程的返回状态。 调用实例：pthread_join(thrd1, NULL); example1： 1 /************************************************************************* 2 > F i l e N a m e: t h r e a d_h e l l o_w o r l d.c 3 > A u t h o r: c o u l d t t(f y b y) 4 > M a i l: f u y u n b i y i@g m a i l.c o m 5 > C r e a t e d T i m e: 2013年12月14日 星期六 11时48分50秒 6 ************************************************************************/ 7 8 #i n c l u d e 9 #i n c l u d e 10 #i n c l u d e
11 12 v o i d p r i n t_m e s s a g e_f u n c t i o n (v o i d *p t r)? 13 14 i n t m a i n() 15 { 16 i n t t m p1, t m p2?
Linux系统下的多线程遵循POSIX线程接口
Linux系统下的多线程遵循POSIX线程接口，称为pthread。编写Linux下的多线程程序，需要使用头文件pthread.h，连接时需要使用库libpthread.a。顺便说一下，Linux 下pthread的实现是通过系统调用clone（）来实现的。clone（）是Linux所特有的系统调用，它的使用方式类似fork，关于clone（）的详细情况，有兴趣的读者可以去查看有关文档说明。下面我们展示一个最简单的多线程程序example1.c。 /* example.c*/ #include
linux多线程编程
2.终止线程 (2) 3. 等待线程终止 (2) pthread_exit和pthread_join进一步说明： (3) 4.分离线程 (7) 5.获取线程标识符 (8) 6.比较线程ID (8) 7.一次性初始化 (8) 8. 设置线程的调度策略和优先级 (9) 9. 获取线程的优先级 (11) 10.取消线程 (12) 取消线程，是否会释放线程的所有资源？例子： (14) 设置取消类型 (16) 11.初始化属性 (17) 12.设置分离状态 (18) 13.设置范围 (18) 14. 设置继承的调度策略 (18) 16. 设置调度参数 (19) 17.初始化互斥锁 (21) 18.销毁互斥锁 (21) 19.锁定互斥锁 (22) 20.解除锁定互斥锁 (23) 21. 互斥锁的类型： (23) 22. 初始化互斥锁属性对象 (23) 23. 销毁互斥锁属性对象 (23) 24.设置互斥锁类型的属性 (24) 互斥锁动态初始化和静态初始化区别： (26) 销毁互斥锁：事实上没做任何销毁操作，如下： (27) 非递归类型的互斥锁解锁和加锁操作： (27) 29.初始化条件变量 (27) 30.基于条件变量阻塞 (27) 31.解除阻塞一个线程 (28) 31.解除阻塞所有线程 (29) 33. 在指定的时间之前阻塞 (30) 32.唤醒丢失问题 (31) 33. 计数信号量概述 (31) 34. 初始化信号 (31) 35. 增加信号 (31) 36. 基于信号计数进行阻塞 (32) 37.多线程链表添加删除例子（使用条件变量实现互斥）： (32) 38.为线程特定数据创建键 (34) 39. 删除线程特定数据键 (35) 40.设置线程特定数据 (35) 41. 获取线程特定数据 (35)
Linux多线程编程问题
Linux 多线程编程问题 1重入问题 传统的UNIX没有太多考虑线程问题，库函数里过多使用了全局和静态数据，导致严重的线程重入问题。 1.1–D_REENTRANT /-pthread和errno的重入问题。 所先UNIX的系统调用被设计为出错返回-1，把错误码放在errno中（更简单而直 接的方法应该是程序直接返回错误码，或者通过几个参数指针来返回）。由于线程 共享所有的数据区，而errno是一个全局的变量，这里产生了最糟糕的线程重入问 题。比如： do { bytes = recv(netfd, recvbuf, buflen, 0); } while (bytes != -1 && errno != EINTR); 在上面的处理recv被信号打断的程序里。如果这时连接被关闭，此时errno应该不 等于EINTR，如果别的线程正好设置errno为EINTR，这时程序就可能进入死循环。 其它的错误码处理也可能进入不可预测的分支。 在线程需求刚开始时，很多方面技术和标准（TLS）还不够成熟，所以在为了 解决这个重入问题引入了一个解决方案，把errno定义为一个宏： extern int *__errno_location (void); #define errno (*__errno_location()) 在上面的方案里，访问errno之前先调用__errno_location()函数，线程库提供这个 函数，不同线程返回各自errno的地址，从而解决这个重入问题。在编译时加 -D_REENTRANT就是启用上面的宏，避免errno重入。另外-D_REENTRANT 还影响一些stdio的函数。在较高版本的gcc里，有很多嵌入函数的优化，比如把printf(“Hello\n”); 优化为 puts(“hello\n”); 之类的，有些优化在多线程下有问题。所以gcc引入了–pthread 参数，这个 参数出了-D_REENTRANT外，还校正一些针对多线程的优化。 因为宏是编译时确定的，所以没有加-D_REENTRANT编译的程序和库都有errno 重入问题，原则上都不能在线程环境下使用。不过在一般实现上主线程是直接使用 全局errno变量的，也就是__errno_location()返回值为全局&errno，所以那些没加 -D_REENTRANT编译的库可以在主线程里使用。这里仅限于主线程，有其它且只 有一个固定子线程使用也不行，因为子线程使用的errno地址不是全局errno变量 地址。 对于一个纯算法的库，不涉及到errno和stdio等等，有时不加_REENTRANT也是 安全的，比如一个纯粹的加密/解谜函数库。比较简单的判断一个库是否有errno问 题是看看这个库是使用了errno还是__errno_location()：
Linux多线程编程小结
Linux多线程编程小结 愤怒的小狐狸----博客专栏 前一段时间因为开题的事情一直耽搁了我搞Linux的进度，搞的我之前学的东西都遗忘了，很烦躁的说，现在抽个时间把之前所学的做个小节。文章内容主要总结于《Linux程序设计第3版》。 1.Linux进程与线程 Linux进程创建一个新线程时，线程将拥有自己的栈（因为线程有自己的局部变量），但与它的创建者共享全局变量、文件描述符、信号句柄和当前目录状态。 Linux通过fork创建子进程与创建线程之间是有区别的：fork创建出该进程的一份拷贝，这个新进程拥有自己的变量和自己的PID，它的时间调度是独立的，它的执行几乎完全独立于父进程。 进程可以看成一个资源的基本单位，而线程是程序调度的基本单位，一个进程内部的线程之间共享进程获得的时间片。 2._REENTRANT宏 在一个多线程程序里，默认情况下，只有一个errno变量供所有的线程共享。在一个线程准备获取刚才的错误代码时，该变量很容易被另一个线程中的函数调用所改变。类似的问题还存在于fputs之类的函数中，这些函数通常用一个单独的全局性区域来缓存输出数据。 为解决这个问题，需要使用可重入的例程。可重入代码可以被多次调用而仍然工作正常。编写的多线程程序，通过定义宏_REENTRANT来告诉编译器我们需要可重入功能，这个宏的定义必须出现于程序中的任何#include语句之前。 _REENTRANT为我们做三件事情，并且做的非常优雅： （1）它会对部分函数重新定义它们的可安全重入的版本，这些函数名字一般不会发生改变，只是会在函数名后面添加_r字符串，如函数名gethostbyname 变成gethostbyname_r。 （2）stdio.h中原来以宏的形式实现的一些函数将变成可安全重入函数。 （3）在error.h中定义的变量error现在将成为一个函数调用，它能够以一种安全的多线程方式来获取真正的errno的值。
Linux多线程编程和Linux 2.6下的NPTL
Linux多线程编程和Linux 2.6下的NPTL 这几天由于工作需要，琢磨了一下Linux下的多线程的相关资料。Linux下最常用的多线程支持库为Pthread库，它是glibc库的组成部分。但是关于Pthread的说明文档非常缺乏，特别是对POSIX多线程规范的介绍以及pthread库中多线程实现方式的介绍实在是少之又少。而多线程编程对于系统程序员而言是必须掌握的技术，因此总是让学习中的程序员觉得头痛不以。我自己也没有太多多线程编程的经验，在这里只是把自己收集到的一些关于Linux上多线程还算新的资料进行汇总来抛砖引玉，以便相互学习交流。 这里顺便提一下市面上有的一本介绍多线程的书《Posix 多线程编程》，它是英文版《Programming with POSIX Muiltthread》中译本，这也是半年前我所能找到的唯一专题介绍多线程编程的书。我个人感觉这本书的前面1/3之一的内容写的还是不错的，但是后面的东西就非常晦涩并且有很多明显的文字错误。看看这本书的翻译者是好几个人，估计每个人的翻译能力不同造成了这本书的虎头蛇尾。因此我不建议大家去买这本书作为圣经收藏。这本书前半步的内容主要围绕Posix的多线程，介绍的比较精彩的就是几个多线程编程模型，把多线程的互斥和同步机制介绍的挺酣畅的，推荐一看。这些内容并非这本书首创，早在《UNIX网络编程》第二卷进程间通信就有了这些经典的介绍，但是能系统的把这些机制结合到多线程编程中来还是有可圈可点之处的。此外毕竟《UNIX网络编程》两卷内容太老，书也太厚了，并不是大多数程序员所能坐下来细细看的。这里我还想表达一下对微软在技术上的不足斥责。在msdn中platform sdk部分中的windows多线程编程的内容真是简陋的可笑，只有傻兮兮的建立和退出线程的函数，关于互斥，条件的介绍一概全无。只能在它的sample代码中自己去找，sample 代码里面的线程同步方式居然是做一个死循环来死等，也不知道它把windows卖这么多钱是干什么吃的。MFC中多线程的封装倒是看上去像那么一回事情了，但是我想象不出在如此简陋的系统api上微软到底是如何实现出MFC上线程功能的。拥护windows的人不要在这里砸鸡蛋，最好也能写一篇windows上的多线程介绍除了。这比砸鸡蛋来得有意义多了。好了，书归正传继续说Linux上的多线程。 在Linux上，从内核角度而言，基本没有什么线程和进程的区别－－大家都是进程。一个进程的多个线程只是多个特殊的进程他们虽然有各自的进程描述结构，却共享了同一个代码上下文。在Linux上，这样的进程称为轻量级进程Light weight process。致此，就是关于线程的总体概念了，我们往往就在了解这个概念的情况下开始我们的多线程编程之旅。这对于多线程编程入门已经足够了，然而事实上线程却要复杂的多。首先多线程间的优先级调度，内存资源（栈）分配和信号投递就不是简单的共享同一个进程代码上下文所能所能解决的。其次，效率的问题：如何有效的使用多cpu资源（2.4内核的多线程就无法使用多个cpu，一个进程的线程都被限制在同一个cpu上运行）。因此多线程库Pthread的实现并不是一件简单的事情，它建立在特有的线程模型之上。 在Linux 2.4内核中，Linux内核中使用了一个内核线程来处理用户态进程中的多个线程的上下文切换（线程切换）。由于内核中并没有什么线程组的概念，即一个进程的多个线程，因此必须依靠在pthread库中实现一个额外的线程来管理其他用户线程（即用户程序生成的线程）的建立，退出，资源分配和回收以及线程的切换。由于当时硬件并没有线程寄存器之类的冬冬来支持多线程，因此线程的切换性能和低下，并且需要引入复杂的机制在进程的栈中为各个线程划分出各自的栈数据所在位置，并且在切换时进行栈数据拷贝。而最大的问题是内核中缺乏对线程间的同步机制的支持，因此pthread库不得不在底层依靠信号方式来实现同步，因此线程互斥中
多线程程序设计 for Linux
声明：本文是网上整理的资料，版权属其作者本人所 有。 第一章线程基础知识 一．什么是线程在一个程序里的多个执行路线就叫做线程。更准确的定义是：线程是“一个 进程内部的一个控制序列”。 典型的unix进程可以看成只有一个控制线程：一个进程在同一时刻只做一件事情。有了多个控制线程以后，在程序设计时可以把进程设计成在同一时刻能够做不止一件事，每个线程处理各只独立的任务。 二．线程的优点 （1）通过为每种事件类型的处理分配单独的线程，能够简化处理异步时间的代码。 （2）多个线程可以自动共享相同的存储地址空间和文件描述符。 （3）有些问题可以通过将其分解从而改善整个程序的吞吐量。 （4）交互的程序可以通过使用多线程实现相应时间的改善，多线程可以把程序中处理用户输入输出的部分与其它部分分开。 三．线程的缺点线程也有不足之处。编写多线程程序需要更全面更深入的思考。 在一个多线 程程序里，因时间分配上的细微偏差或者因共享了不该共享的变量而造成不良影响的可能性是很大的。调试一个多线程程序也比调试一个单线程程序困难得多四．线程的结构线程包含了表示进程内执行环境必需的信息，其中包括进程中标识线程的 线程ID，一组寄存器值、栈、调度优先级和策略、信号屏蔽子，errno变量以及线程私有数据。进程的所有信息对该进程的所有线程都是共享的，包括可执行的程序文本，程序的全局内存和堆内存、栈以及文件描述符。 五．线程标识 就像每个进程有一个进程ID一样，每个线程也有一个线程ID，进程ID在 整个系统中是唯一的，但线程不同，线程ID只在它所属的进程环境中有效。线程ID用pthread_t数据类型来表示，实现的时候可以用一个结构来代表pthread_t 数据类型，所以可以移植的操作系统不能把它作为整数处理。因此必须使用函数来对来对两个线程ID进行比较。 1．
多线程同步的三种方式 Linux
多线程同步的三种?方式: Linux 线程同步有最常?用的是：互斥锁、条件变量量和信号量量。?一、通过锁机制实现线程间的同步。初始化锁。在Linux下，线程的互斥量量数据类型是pthread_mutex_t。在使?用前,要对它进?行行初始化。静态分配：pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; 动态分配：int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t mutex, const pthreadmutexattr_t mutexattr); 加锁。对共享资源的访问，要对互斥量量进?行行加锁，如果互斥量量已经上了了锁，调?用线程会阻塞，直到互斥量量被解锁。 int pthread_mutex_lock(pthread_mutex mutex); int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t mutex);解锁。在完成了了对共享资源的访问后，要对互斥量量进?行行解锁。 int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t mutex);销毁锁。锁在是使?用完成后，需要进?行行销毁以释放资源。 int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex mutex); ?二、条件变量量(cond) 与互斥锁不不同，条件变量量是?用来等待?而不不是?用来上锁的。条件变量量?用来?自动阻塞?一个线程，直到某特殊情况发?生为?止。通常条件变量量和互斥锁同时使?用。条件变量量分为两部分: 条件和变量量。条件本身是由互斥量量保护的。线程在改变条件状态前先要锁住互斥量量。条件变量量使我们可以睡眠等待某种条件出现。条件变量量是利利?用线程间共享的全局变量量进?行行同步的?一种机制，主要包括两个动作：?一个线程等待"条件变量量的条件成?立"?而挂起；另?一个线程使"条件成?立"（给出条件成?立信号）。条件的检测是在互斥锁的保护下进?行行的。如果?一个条件为假，?一个线程?自动阻塞，并释放等待状态改变的互斥锁。如果另?一个线程改变了了条件，它发信号给关联的条件变量量，唤醒?一个或多个等待它的线程，重新获得互斥锁，重新评价条件。如果两进程共享可读写的内存，条件变量量可以被?用来实现这两进程间的线程同步。初始化条件变量量。静态态初始化，pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIER; 动态初始化，int pthread_cond_init(pthread_cond_t cond, pthreadcondattrt cond_attr); 等待条件成?立。释放锁,同时阻塞等待条件变量量为真才?行行。timewait()设置等待时间,仍未signal,返回ETIMEOUT(加锁保证只有?一个线程wait) int pthread_cond_wait(pthread_cond_t cond, pthreadmutext mutex); int pthread_cond_timewait(pthread_cond_t cond,pthread_mutex mutex,const timespec abstime);激活条件变量量。 pthread_cond_signal,pthread_cond_broadcast（激活所有等待线程） int pthread_cond_signal(pthread_cond_t cond); int
Linux下C多线程编程
Linux下C多线程编程 2007-08-24 10:07:56 Linux系统下的多线程遵循POSIX线程接口，称为pthread。编写Linux 下的多线程程序，需要使用头文件pthread.h，连接时需要使用库 libpthread.a。顺便说一下，Linux下pthread的实现是通过系统调用 clone（）来实现的。clone（）是Linux所特有的系统调用，它的使用方式类似fork，关于clone（）的详细情况，有兴趣的读者可以去查看有关文档说明。下面我们展示一个最简单的多线程程序example1.c。 我们编译此程序： 运行example1，我们得到如下结果：
再次运行，我们可能得到如下结果： 前后两次结果不一样，这是两个线程争夺CPU资源的结果。上面的示例中，我们使用到了两个函数，pthread_create和pthread_join，并声明了一个pthread_t型的变量。 pthread_t在头文件/usr/include/bits/pthreadtypes.h中定义： typedef unsigned long int pthread_t; 它是一个线程的标识符。函数pthread_create用来创建一个线程，它的原型为： 第一个参数为指向线程标识符的指针，第二个参数用来设置线程属性，第三个参数是线程运行函数的起始地址，最后一个参数是运行函数的参数。这里，我们的函数thread不需要参数，所以最后一个参数设为空指针。第二个参数我们也设为空指针，这样将生成默认属性的线程。对线程属性的设定和修改我们将在下一节阐述。当创建线程成功时，函数返回0，若不为0则说明创建线程失败，常见的错误返回代码为EAGAIN和EINVAL。前者表示系统限制创建新的线程，例如线程数目过多了；后者表示第二个参数代表的线程属性值非法。创建线程成功后，新创建的线程则运行参数三和参数四确定的函数，原来的线程则继续运行下一行代码。 函数pthread_join用来等待一个线程的结束。函数原型为： extern int pthread_join __P ((pthread_t __th, void **__thread_return));
linux下C语言多线程编程实例
linux下C语言多线程编程实例 学东西，往往实例才是最让人感兴趣的，老是学基础理论，不动手，感觉没有成就感，呵呵。 下面先来一个实例。我们通过创建两个线程来实现对一个数的递加。 或许这个实例没有实际运用的价值，但是稍微改动一下，我们就可以用到其他地方去拉。 下面是我们的代码： /*thread_example.c : c multiple thread programming in linux *author : falcon *E-mail : tunzhj03@https://www.wendangku.net/doc/646440074.html, */ #include
for (i = 0; i < MAX; i++) { printf("thread1 : number = %d\n",number); pthread_mutex_lock(&mut); number++; pthread_mutex_unlock(&mut); sleep(2); } printf("thread1 :主函数在等我完成任务吗？\n"); pthread_exit(NULL); } void *thread2() { printf("thread2 : I'm thread 2\n"); for (i = 0; i < MAX; i++) { printf("thread2 : number = %d\n",number); pthread_mutex_lock(&mut); number++; pthread_mutex_unlock(&mut); sleep(3); } printf("thread2 :主函数在等我完成任务吗？\n");
linux下C语言多线程编程实例
linux下C语言多线程编程实例 2007年11月29日星期四 10:39 学东西，往往实例才是最让人感兴趣的，老是学基础理论，不动手，感觉没有成就感，呵呵。 下面先来一个实例。我们通过创建两个线程来实现对一个数的递加。 或许这个实例没有实际运用的价值，但是稍微改动一下，我们就可以用到其他地方去拉。 下面是我们的代码： /*thread_example.c : c multiple thread programming in linux *author : falcon *E-mail : tunzhj03@https://www.wendangku.net/doc/646440074.html, */ #include
Linux下多线程并发控制的机制分析
Linux下多线程并发控制的机制分析 一、Linux下并发控制原因及方法 1.1、并发控制 如果在对linux字符设备驱动实例进行分析时，我们可能会有一个疑问，当我们调用copy_to_user和copy_from_user函数完成从用户态、内核态的读写操作的时候，如果这两个操作并发执行的话会出现一个什么样的情况？那肯定是会出现问题的，这个很容易理解，那么我们怎么去解决这一类似的问题呢？这就是我现在要探讨的linux并发控制机制。 我们在设备驱动的编写过程中要解决的一个问题就是并发的控制，也就是进程对共享资源的并发访问，而在linux中，提供了多个解决并发控制的方式，比如：中断屏蔽、原子操作、互斥锁等，下面将逐一介绍。 1.2、中断屏蔽 中断屏蔽的概念实际上就是平常所说的开中断、关中断。在单cpu中使用中断屏蔽来避免竟态是很方便的一种方法，每次在进入临界区之前屏蔽所有的中断，访问完成后再打开中断。这项功能可以保障在执行的内核执行路径不被中断处理程序所抢占。它将使得中断与进程之间的并发不在发生，而且由于linux内核的进程调度都依赖于中断来实现，所以这样也就可以避免进程之间的并发。 中断对于内核的运行是非常重要的，在中断屏蔽期间，所有的中断都无法得到处理，因此长时间的屏蔽中断是很危险的，可能会造成数据丢失、系统崩溃等严重的后果。这就要求临界区的执行应该尽可能的快。 1.3、原子操作 原子操作，指的是在执行的过程中不会被中断的操作。linux内核提供了一系列的函数来完成原子操作，内核代码可以安全的调用他们而不被打断。 1.4、自旋锁
者生产产品后再取。 三、程序实现 环境：操作系统：RHEL5，语言：C++。在Linux中，使用Pthread库来操作线程。POSIX thread是一个标准线程定义，该标准定义一系列的多线程标准。pthreads线程库实现了POSIX线程标准，定义了一套C\C++语言下的线程库。 首先需要定义生产者线程、消费者线程、产品仓库等，在本例中，使用pthread 线程库，所以生产者线程和消费者线程都定义为pthread_t类型；产品仓库则使用一个先进先出的队列来实现，这个队列类型直接使用了stl库中的list 结构。 //定义生产者和消费者线程 pthread_t producer,consumer; //定义产品仓库，用List结构来保存。 list
linux多线程实验报告
1 实验八 Linux 多线程实验 报告撰写人 专业班级 学号 姓名 完成时间 。。。 。。。。 。 。。。 一、 实验目的 1、 了解什么是多线程，熟悉LINUX 的多线程机制； 2、 掌握利用信号处理Linux 多线程的同步问题； 3 、 掌握利用信号量处理Linux 多线程的互斥问题； 4、 运用Linux 多线程的同步机制和互斥机制实现生产者消费者的编程。 二、 实验内容 1． “生产者-消费者”问题如下：有一个有限缓冲区和两个线程：生产者和消费者。他们分别不停地把产品放入缓冲区、从缓冲区中拿走产品。一个生产者在缓冲区满的时候必须等待，一个消费者在缓冲区空的时候也必须等待。另外，因为缓冲区是临界资源，所以生产者和消费者之间必须互斥执行。它们之间的关系如图1所示。现在要求使用共享内存来模拟有限缓冲区，并且使用信号量来解决“生产者-消费者”问题中的同步和互斥问题。 生产者和消费者问题描述 2. 问题描述：假设有五位哲学家围坐在一张圆形餐桌旁，做以下两件事情之一：吃饭，或者思考。吃东西的时候，他们就停止思考，思考的时候也停止吃东西。餐桌中间有一大碗意大利面，每两个哲学家之间有一只餐叉。因为用一只餐叉很难吃到意大利面，所以假设哲学家必须用两只餐叉吃东西。他们只能使用自己左右手边的那两只餐叉。请用Linux 线程编程解决。
2 哲学家进餐问题示意图 三、实验过程与结果 操作过程错误解决 方法 实验步骤一： 编写的文件 在不 同的编译 2
1器中for 循环的用 法不太一 样，在这 里最好不 要使用 for（int i=0；；） 最好 在外声明 int i在 for循环 里直接写 i=0 步骤二： 编译代码并且运行代码 步骤三： 运行完毕后，显示以下代码： 生产者消费者先后生产数据以及取出数据，此程序中设置了两个消费者两个生产 者，交替进行生产数据消费数据。 3
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