目錄

• 進(jìn)程與線程比較
• 多線程
• • 同步與互斥
  • 生產(chǎn)者與消費(fèi)者
  • 哲學(xué)家就餐問(wèn)題
  • 讀者寫者問(wèn)題
• 進(jìn)程間通信
• • 管道
  • 消息隊(duì)列
  • 共享內(nèi)存
  • 信號(hào)量
  • 信號(hào)
  • Socket
• 鎖
• • 互斥鎖與自旋鎖
  • 讀寫鎖
  • 樂(lè)觀鎖與悲觀鎖
  • 死鎖

進(jìn)程與線程比較

• 進(jìn)程是資源（包括內(nèi)存、打開的文件等）分配的單位，線程是 CPU 調(diào)度的單位；
• 進(jìn)程擁有一個(gè)完整的資源平臺(tái)，而線程只獨(dú)享必不可少的資源，如寄存器和棧；
• 線程同樣具有就緒、阻塞、執(zhí)行三種基本狀態(tài)，同樣具有狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系；
• 線程能減少并發(fā)執(zhí)行的時(shí)間和空間開銷；

線程相比進(jìn)程能減少開銷，體現(xiàn)在：

• 線程的創(chuàng)建時(shí)間比進(jìn)程快，因?yàn)檫M(jìn)程在創(chuàng)建的過(guò)程中，還需要資源管理信息，比如內(nèi)存管理信息、文件管理信息，而線程在創(chuàng)建的過(guò)程中，不會(huì)涉及這些資源管理信息，而是共享它們；
• 線程的終止時(shí)間比進(jìn)程快，因?yàn)榫€程釋放的資源相比進(jìn)程少很多；
• 同一個(gè)進(jìn)程內(nèi)的線程切換比進(jìn)程切換快，因?yàn)榫€程具有相同的地址空間（虛擬內(nèi)存共享），這意味著同一個(gè)進(jìn)程的線程都具有同一個(gè)頁(yè)表，那么在切換的時(shí)候不需要切換頁(yè)表。而對(duì)于進(jìn)程之間的切換，切換的時(shí)候要把頁(yè)表給切換掉，而頁(yè)表的切換過(guò)程開銷是比較大的；
• 由于同一進(jìn)程的各線程間共享內(nèi)存和文件資源，那么在線程之間數(shù)據(jù)傳遞的時(shí)候，就不需要經(jīng)過(guò)內(nèi)核了，這就使得線程之間的數(shù)據(jù)交互效率更高了

多線程

同步與互斥

多個(gè)線程如果競(jìng)爭(zhēng)共享資源，如果不采取有效的措施，則會(huì)造成共享數(shù)據(jù)的混亂。

由于多線程執(zhí)行操作共享變量的這段代碼可能會(huì)導(dǎo)致競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)，因此我們將此段代碼稱為臨界區(qū)（*critical section*），它是訪問(wèn)共享資源的代碼片段，一定不能給多線程同時(shí)執(zhí)行。

我們希望這段代碼是互斥（mutualexclusion）的，也就說(shuō)保證一個(gè)線程在臨界區(qū)執(zhí)行時(shí)，其他線程應(yīng)該被阻止進(jìn)入臨界區(qū)

所謂同步，就是并發(fā)進(jìn)程/線程在一些關(guān)鍵點(diǎn)上可能需要互相等待與互通消息，這種相互制約的等待與互通信息稱為進(jìn)程/線程同步。

• 鎖：加鎖、解鎖操作；
• 信號(hào)量：P、V 操作；

這兩個(gè)都可以方便地實(shí)現(xiàn)進(jìn)程/線程互斥，而信號(hào)量比鎖的功能更強(qiáng)一些，它還可以方便地實(shí)現(xiàn)進(jìn)程/線程同步。

鎖分為無(wú)等待鎖與自旋鎖：

當(dāng)獲取不到鎖時(shí)，線程就會(huì)一直 wile 循環(huán)，不做任何事情，所以就被稱為「忙等待鎖」，也被稱為自旋鎖（*spin lock*）。

無(wú)等待鎖顧明思議就是獲取不到鎖的時(shí)候，不用自旋。

既然不想自旋，那當(dāng)沒獲取到鎖的時(shí)候，就把當(dāng)前線程放入到鎖的等待隊(duì)列，然后執(zhí)行調(diào)度程序，把 CPU 讓給其他線程執(zhí)行。

信號(hào)量表示資源的數(shù)量，對(duì)應(yīng)的變量是一個(gè)整型（sem）變量

• P 操作：將 sem 減 1，相減后，如果 sem < 0，則進(jìn)程/線程進(jìn)入阻塞等待，否則繼續(xù)，表明 P 操作可能會(huì)阻塞；
• V 操作：將 sem 加 1，相加后，如果 sem <= 0，喚醒一個(gè)等待中的進(jìn)程/線程，表明 V 操作不會(huì)阻塞；

對(duì)于兩個(gè)并發(fā)線程，互斥信號(hào)量的值僅取 1、0 和 -1 三個(gè)值，分別表示：

如果互斥信號(hào)量為 1，表示沒有線程進(jìn)入臨界區(qū)；
如果互斥信號(hào)量為 0，表示有一個(gè)線程進(jìn)入臨界區(qū)；
如果互斥信號(hào)量為 -1，表示一個(gè)線程進(jìn)入臨界區(qū)，另一個(gè)線程等待進(jìn)入。
通過(guò)互斥信號(hào)量的方式，就能保證臨界區(qū)任何時(shí)刻只有一個(gè)線程在執(zhí)行，就達(dá)到了互斥的效果。

生產(chǎn)者與消費(fèi)者

• 生產(chǎn)者在生成數(shù)據(jù)后，放在一個(gè)緩沖區(qū)中；
• 消費(fèi)者從緩沖區(qū)取出數(shù)據(jù)處理；
• 任何時(shí)刻，只能有一個(gè)生產(chǎn)者或消費(fèi)者可以訪問(wèn)緩沖區(qū)；
• 任何時(shí)刻只能有一個(gè)線程操作緩沖區(qū)，說(shuō)明操作緩沖區(qū)是臨界代碼，需要互斥；
• 緩沖區(qū)空時(shí)，消費(fèi)者必須等待生產(chǎn)者生成數(shù)據(jù)；緩沖區(qū)滿時(shí)，生產(chǎn)者必須等待消費(fèi)者取出數(shù)據(jù)。說(shuō)明生產(chǎn)者和消費(fèi)者需要同步。

我們需要三個(gè)信號(hào)量 ：

互斥信號(hào)量 mutex：用于互斥訪問(wèn)緩沖區(qū)，初始化值為 1

資源信號(hào)量 fullBuffers：用于消費(fèi)者詢問(wèn)緩沖區(qū)是否有數(shù)據(jù)，有數(shù)據(jù)則讀取數(shù)據(jù)，初始化值為 0（表明緩沖區(qū)一開始為空）；

資源信號(hào)量 emptyBuffers：用于生產(chǎn)者詢問(wèn)緩沖區(qū)是否有空位，有空位則生成數(shù)據(jù)，初始化值為 n （緩沖區(qū)大小）；

哲學(xué)家就餐問(wèn)題

• 5 個(gè)老大哥哲學(xué)家，閑著沒事做，圍繞著一張圓桌吃面；
• 巧就巧在，這個(gè)桌子只有 5 支叉子，每?jī)蓚€(gè)哲學(xué)家之間放一支叉子；
• 哲學(xué)家圍在一起先思考，思考中途餓了就會(huì)想進(jìn)餐；
• 奇葩的是，這些哲學(xué)家要兩支叉子才愿意吃面，也就是需要拿到左右兩邊的叉子才進(jìn)餐；
• 吃完后，會(huì)把兩支叉子放回原處，繼續(xù)思考；

那么問(wèn)題來(lái)了，如何保證哲 學(xué)家們的動(dòng)作有序進(jìn)行，而不會(huì)出現(xiàn)有人永遠(yuǎn)拿不到叉子呢？

讓偶數(shù)編號(hào)的哲學(xué)家「先拿左邊的叉子后拿右邊的叉子」，奇數(shù)編號(hào)的哲學(xué)家「先拿右邊的叉子后拿左邊的叉子」

上面的程序，在 P 操作時(shí)，根據(jù)哲學(xué)家的編號(hào)不同，拿起左右兩邊叉子的順序不同。另外，V 操作是不需要分支的，因?yàn)?V 操作是不會(huì)阻塞的。

讀者寫者問(wèn)題

讀者只會(huì)讀取數(shù)據(jù)，不會(huì)修改數(shù)據(jù)，而寫者即可以讀也可以修改數(shù)據(jù)。

不談讀優(yōu)先于寫優(yōu)先鎖，直接談公平讀寫鎖。

公平策略 ：

開始來(lái)了一些讀者讀數(shù)據(jù)，它們?nèi)窟M(jìn)入讀者隊(duì)列，此時(shí)來(lái)了一個(gè)寫者，執(zhí)行 P(falg) 操作，使得后續(xù)到來(lái)的讀者都阻塞在 flag 上，不能進(jìn)入讀者隊(duì)列，這會(huì)使得讀者隊(duì)列逐漸為空，即 rCount 減為 0。

這個(gè)寫者也不能立馬開始寫（因?yàn)榇藭r(shí)讀者隊(duì)列不為空），會(huì)阻塞在信號(hào)量 wDataMutex 上，讀者隊(duì)列中的讀者全部讀取結(jié)束后，最后一個(gè)讀者進(jìn)程執(zhí)行 V(wDataMutex)，喚醒剛才的寫者，寫者則繼續(xù)開始進(jìn)行寫操作。
為此時(shí)讀者隊(duì)列不為空），會(huì)阻塞在信號(hào)量 wDataMutex 上，讀者隊(duì)列中的讀者全部讀取結(jié)束后，最后一個(gè)讀者進(jìn)程執(zhí)行 V(wDataMutex)，喚醒剛才的寫者，寫者則繼續(xù)開始進(jìn)行寫操作。

進(jìn)程間通信

每個(gè)進(jìn)程的用戶地址空間都是獨(dú)立的，一般而言是不能互相訪問(wèn)的，但內(nèi)核空間是每個(gè)進(jìn)程都共享的，所以進(jìn)程之間要通信必須通過(guò)內(nèi)核。

管道

管道傳輸數(shù)據(jù)是單向的，如果想相互通信，我們需要?jiǎng)?chuàng)建兩個(gè)管道才行。

匿名管道，用完了就銷毀。

命名管道，也被叫做 FIFO，因?yàn)閿?shù)據(jù)是先進(jìn)先出的傳輸方式

只有當(dāng)管道里的數(shù)據(jù)被讀完后，命令才可以正常退出。

管道這種通信方式效率低，不適合進(jìn)程間頻繁地交換數(shù)據(jù)。當(dāng)然，它的好處，自然就是簡(jiǎn)單，同時(shí)也我們很容易得知管道里的數(shù)據(jù)已經(jīng)被另一個(gè)進(jìn)程讀取了。

對(duì)于匿名管道，它的通信范圍是存在父子關(guān)系的進(jìn)程。因?yàn)楣艿罌]有實(shí)體，也就是沒有管道文件，只能通過(guò) fork 來(lái)復(fù)制父進(jìn)程 fd 文件描述符，來(lái)達(dá)到通信的目的。

對(duì)于命名管道，它可以在不相關(guān)的進(jìn)程間也能相互通信。因?yàn)槊罟艿?#xff0c;提前創(chuàng)建了一個(gè)類型為管道的設(shè)備文件，在進(jìn)程里只要使用這個(gè)設(shè)備文件，就可以相互通信。

消息隊(duì)列

A 進(jìn)程要給 B 進(jìn)程發(fā)送消息，A 進(jìn)程把數(shù)據(jù)放在對(duì)應(yīng)的消息隊(duì)列后就可以正常返回了，B 進(jìn)程需要的時(shí)候再去讀取數(shù)據(jù)就可以了。

消息隊(duì)列是保存在內(nèi)核中的消息鏈表，在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)分成一個(gè)一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)單元，也就是消息體（數(shù)據(jù)塊），消息體是用戶自定義的數(shù)據(jù)類型，消息的發(fā)送方和接收方要約定好消息體的數(shù)據(jù)類型，所以每個(gè)消息體都是固定大小的存儲(chǔ)塊，不像管道是無(wú)格式的字節(jié)流數(shù)據(jù)。如果進(jìn)程從消息隊(duì)列中讀取了消息體，內(nèi)核就會(huì)把這個(gè)消息體刪除。
消息隊(duì)列不適合比較大數(shù)據(jù)的傳輸，因?yàn)樵趦?nèi)核中每個(gè)消息體都有一個(gè)最大長(zhǎng)度的限制，同時(shí)所有隊(duì)列所包含的全部消息體的總長(zhǎng)度也是有上限。

消息隊(duì)列通信過(guò)程中，存在用戶態(tài)與內(nèi)核態(tài)之間的數(shù)據(jù)拷貝開銷，因?yàn)檫M(jìn)程寫入數(shù)據(jù)到內(nèi)核中的消息隊(duì)列時(shí)，會(huì)發(fā)生從用戶態(tài)拷貝數(shù)據(jù)到內(nèi)核態(tài)的過(guò)程，同理另一進(jìn)程讀取內(nèi)核中的消息數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)發(fā)生從內(nèi)核態(tài)拷貝數(shù)據(jù)到用戶態(tài)的過(guò)程。

共享內(nèi)存

共享內(nèi)存的機(jī)制，就是拿出一塊虛擬地址空間來(lái)，映射到相同的物理內(nèi)存中。

這樣這個(gè)進(jìn)程寫入的東西，另外一個(gè)進(jìn)程馬上就能看到了，都不需要拷貝來(lái)拷貝去，傳來(lái)傳去，大大提高了進(jìn)程間通信的速度。

信號(hào)量

了防止多進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)共享資源，而造成的數(shù)據(jù)錯(cuò)亂，所以需要保護(hù)機(jī)制，使得共享的資源，在任意時(shí)刻只能被一個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)。正好，信號(hào)量就實(shí)現(xiàn)了這一保護(hù)機(jī)制。

信號(hào)量其實(shí)是一個(gè)整型的計(jì)數(shù)器，主要用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的互斥與同步，而不是用于緩存進(jìn)程間通信的數(shù)據(jù)。

控制信號(hào)量的方式有兩種原子操作 ：

一個(gè)是 P 操作，這個(gè)操作會(huì)把信號(hào)量減去 -1，相減后如果信號(hào)量 < 0，則表明資源已被占用，進(jìn)程需阻塞等待；相減后如果信號(hào)量 >= 0，則表明還有資源可使用，進(jìn)程可正常繼續(xù)執(zhí)行。
另一個(gè)是 V 操作，這個(gè)操作會(huì)把信號(hào)量加上 1，相加后如果信號(hào)量 <= 0，則表明當(dāng)前有阻塞中的進(jìn)程，于是會(huì)將該進(jìn)程喚醒運(yùn)行；相加后如果信號(hào)量 > 0，則表明當(dāng)前沒有阻塞中的進(jìn)程；

P 操作是用在進(jìn)入共享資源之前，V 操作是用在離開共享資源之后，這兩個(gè)操作是必須成對(duì)出現(xiàn)的 。

兩個(gè)進(jìn)程互斥訪問(wèn)共享內(nèi)存，我們可以初始化信號(hào)量為 1。

進(jìn)程 A 在訪問(wèn)共享內(nèi)存前，先執(zhí)行了 P 操作，由于信號(hào)量的初始值為 1，故在進(jìn)程 A 執(zhí)行 P 操作后信號(hào)量變?yōu)?0，表示共享資源可用，于是進(jìn)程 A 就可以訪問(wèn)共享內(nèi)存。
若此時(shí)，進(jìn)程 B 也想訪問(wèn)共享內(nèi)存，執(zhí)行了 P 操作，結(jié)果信號(hào)量變?yōu)榱?-1，這就意味著臨界資源已被占用，因此進(jìn)程 B 被阻塞。
直到進(jìn)程 A 訪問(wèn)完共享內(nèi)存，才會(huì)執(zhí)行 V 操作，使得信號(hào)量恢復(fù)為 0，接著就會(huì)喚醒阻塞中的線程 B，使得進(jìn)程 B 可以訪問(wèn)共享內(nèi)存，最后完成共享內(nèi)存的訪問(wèn)后，執(zhí)行 V 操作，使信號(hào)量恢復(fù)到初始值 1。
信號(hào)初始化為 1，就代表著是互斥信號(hào)量，它可以保證共享內(nèi)存在任何時(shí)刻只有一個(gè)進(jìn)程在訪問(wèn)，這就很好的保護(hù)了共享內(nèi)存。

進(jìn)程 A 是負(fù)責(zé)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，而進(jìn)程 B 是負(fù)責(zé)讀取數(shù)據(jù)，這兩個(gè)進(jìn)程是相互合作、相互依賴的，進(jìn)程 A 必須先生產(chǎn)了數(shù)據(jù)，進(jìn)程 B 才能讀取到數(shù)據(jù)，所以執(zhí)行是有前后順序的。

信號(hào)量來(lái)實(shí)現(xiàn)多進(jìn)程同步的方式，我們可以初始化信號(hào)量為 0。

如果進(jìn)程 B 比進(jìn)程 A 先執(zhí)行了，那么執(zhí)行到 P 操作時(shí)，由于信號(hào)量初始值為 0，故信號(hào)量會(huì)變?yōu)?-1，表示進(jìn)程 A 還沒生產(chǎn)數(shù)據(jù)，于是進(jìn)程 B 就阻塞等待；
接著，當(dāng)進(jìn)程 A 生產(chǎn)完數(shù)據(jù)后，執(zhí)行了 V 操作，就會(huì)使得信號(hào)量變?yōu)?0，于是就會(huì)喚醒阻塞在 P 操作的進(jìn)程 B；
最后，進(jìn)程 B 被喚醒后，意味著進(jìn)程 A 已經(jīng)生產(chǎn)了數(shù)據(jù)，于是進(jìn)程 B 就可以正常讀取數(shù)據(jù)了。

信號(hào)

對(duì)于異常情況下的工作模式，就需要用「信號(hào)」的方式來(lái)通知進(jìn)程。

信號(hào)是進(jìn)程間通信機(jī)制中唯一的異步通信機(jī)制，因?yàn)榭梢栽谌魏螘r(shí)候發(fā)送信號(hào)給某一進(jìn)程，一旦有信號(hào)產(chǎn)生，我們就有下面這幾種，用戶進(jìn)程對(duì)信號(hào)的處理方式。

用戶進(jìn)程對(duì)信號(hào)的處理方式 ：

1.執(zhí)行默認(rèn)操作。

2.捕捉信號(hào)。 為信號(hào)定義一個(gè)信號(hào)處理函數(shù)。當(dāng)信號(hào)發(fā)生時(shí)，我們就執(zhí)行相應(yīng)的信號(hào)處理函數(shù)

3.忽略信號(hào)

Socket

跨網(wǎng)絡(luò)與不同主機(jī)上的進(jìn)程之間通信，就需要 Socket 通信了。

鎖

互斥鎖與自旋鎖

加鎖的目的就是保證共享資源在任意時(shí)間里，只有一個(gè)線程訪問(wèn)，這樣就可以避免多線程導(dǎo)致共享數(shù)據(jù)錯(cuò)亂的問(wèn)題。

• 互斥鎖加鎖失敗后，線程會(huì)釋放 CPU ，給其他線程；

• 自旋鎖加鎖失敗后，線程會(huì)忙等待，直到它拿到鎖；

互斥鎖是一種「獨(dú)占鎖」，比如當(dāng)線程 A 加鎖成功后，此時(shí)互斥鎖已經(jīng)被線程 A 獨(dú)占了，只要線程 A 沒有釋放手中的鎖，線程 B 加鎖就會(huì)失敗，于是就會(huì)釋放 CPU 讓給其他線程，既然線程 B 釋放掉了 CPU，自然線程 B 加鎖的代碼就會(huì)被阻塞。

互斥鎖加鎖失敗時(shí)，會(huì)從用戶態(tài)陷入到內(nèi)核態(tài)，讓內(nèi)核幫我們切換線程，雖然簡(jiǎn)化了使用鎖的難度，但是存在一定的性能開銷成本。 會(huì)有兩次線程上下文切換的成本 。

如果你能確定被鎖住的代碼執(zhí)行時(shí)間很短，就不應(yīng)該用互斥鎖，而應(yīng)該選用自旋鎖，否則使用互斥鎖。

自旋鎖 在「用戶態(tài)」完成加鎖和解鎖操作，不會(huì)主動(dòng)產(chǎn)生線程上下文切換，所以相比互斥鎖來(lái)說(shuō)，會(huì)快一些，開銷也小一些 。

使用自旋鎖的時(shí)候，當(dāng)發(fā)生多線程競(jìng)爭(zhēng)鎖的情況，加鎖失敗的線程會(huì)「忙等待」，直到它拿到鎖。

自旋鎖是最比較簡(jiǎn)單的一種鎖，一直自旋，利用 CPU 周期，直到鎖可用。需要注意，在單核 CPU 上，需要搶占式的調(diào)度器（即不斷通過(guò)時(shí)鐘中斷一個(gè)線程，運(yùn)行其他線程）。否則，自旋鎖在單 CPU 上無(wú)法使用，因?yàn)橐粋€(gè)自旋的線程永遠(yuǎn)不會(huì)放棄 CPU。

讀寫鎖

讀寫鎖適用于能明確區(qū)分讀操作和寫操作的場(chǎng)景。

讀寫鎖從字面意思我們也可以知道，它由「讀鎖」和「寫鎖」兩部分構(gòu)成，如果只讀取共享資源用「讀鎖」加鎖，如果要修改共享資源則用「寫鎖」加鎖。

讀寫鎖的工作原理是：

當(dāng)「寫鎖」沒有被線程持有時(shí)，多個(gè)線程能夠并發(fā)地持有讀鎖。
但是，一旦「寫鎖」被線程持有后，讀線程的獲取讀鎖的操作會(huì)被阻塞，而且其他寫線程的獲取寫鎖的操作也會(huì)被阻塞。
讀寫鎖在讀多寫少的場(chǎng)景，能發(fā)揮出優(yōu)勢(shì)。

讀寫鎖可以分為「讀優(yōu)先鎖」和「寫優(yōu)先鎖」。

「讀優(yōu)先鎖」

當(dāng)讀線程 A 先持有了讀鎖，寫線程 B 在獲取寫鎖的時(shí)候，會(huì)被阻塞，并且在阻塞過(guò)程中，后續(xù)來(lái)的讀線程 C 仍然可以成功獲取讀鎖，最后直到讀線程 A 和 C 釋放讀鎖后，寫線程 B 才可以成功獲取寫鎖。

「寫優(yōu)先鎖」

當(dāng)讀線程 A 先持有了讀鎖，寫線程 B 在獲取寫鎖的時(shí)候，會(huì)被阻塞，并且在阻塞過(guò)程中，后續(xù)來(lái)的讀線程 C 獲取讀鎖時(shí)會(huì)失敗，于是讀線程 C 將被阻塞在獲取讀鎖的操作，這樣只要讀線程 A 釋放讀鎖后，寫線程 B 就可以成功獲取讀鎖。

「公平讀寫鎖」

公平讀寫鎖比較簡(jiǎn)單的一種方式是：用隊(duì)列把獲取鎖的線程排隊(duì)，不管是寫線程還是讀線程都按照先進(jìn)先出的原則加鎖即可，這樣讀線程仍然可以并發(fā)，也不會(huì)出現(xiàn)「饑餓」的現(xiàn)象。

樂(lè)觀鎖與悲觀鎖

互斥鎖、自旋鎖、讀寫鎖，都是屬于悲觀鎖 。

悲觀鎖做事比較悲觀，它認(rèn)為多線程同時(shí)修改共享資源的概率比較高，于是很容易出現(xiàn)沖突，所以訪問(wèn)共享資源前，先要上鎖。

那相反的，如果多線程同時(shí)修改共享資源的概率比較低，就可以采用樂(lè)觀鎖。

樂(lè)觀鎖做事比較樂(lè)觀，它假定沖突的概率很低，它的工作方式是：先修改完共享資源，再驗(yàn)證這段時(shí)間內(nèi)有沒有發(fā)生沖突，如果沒有其他線程在修改資源，那么操作完成，如果發(fā)現(xiàn)有其他線程已經(jīng)修改過(guò)這個(gè)資源，就放棄本次操作。

樂(lè)觀鎖全程并沒有加鎖，所以它也叫無(wú)鎖編程。

只有在沖突概率非常低，且加鎖成本非常高的場(chǎng)景時(shí)，才考慮使用樂(lè)觀鎖。

死鎖

當(dāng)線程A持有一個(gè)資源A，正在等待獲取資源B；而線程B持有資源B，卻在等待獲取資源A，死鎖就產(chǎn)生了。

產(chǎn)生條件：

• 互斥：多個(gè)線程對(duì)于需要的資源進(jìn)行互斥的訪問(wèn)（生產(chǎn)者和消費(fèi)者競(jìng)爭(zhēng)一個(gè)mutex鎖）
• 非搶占：線程在競(jìng)爭(zhēng)到資源后，不能被搶占（消費(fèi)者搶到mutex，迫使生產(chǎn)者等待）
• 持有并等待：線程在競(jìng)爭(zhēng)中持有了資源，同時(shí)有在等待其他資源。（消費(fèi)者獲得mutex鎖后，等待生產(chǎn)者的sem_post(&not_empty)）
• 環(huán)路等待：線程之間存在一個(gè)環(huán)路，環(huán)路上每個(gè)線程都負(fù)責(zé)控制一個(gè)資源，但這個(gè)資源又是下一個(gè)線程所要申請(qǐng)的。

方法一 . 破壞互斥條件

如果我們能在兩個(gè)線程跑之前，能給每個(gè)線程單獨(dú)拷貝一份資源AB的副本，就能有效的避免死鎖了 。

方法二. 破壞環(huán)路等待條件

可以強(qiáng)制規(guī)定任何線程取資源的順序只能是 “先取A再取B”的話，就能避免死鎖了 .

方法三.破壞不剝奪條件

除非線程自己還資源，否則線程會(huì)一直占有資源，是形成不可剝奪條件的原因 。 可以通過(guò)設(shè)置一個(gè)”最長(zhǎng)占用時(shí)間“的閾值來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題 。如果過(guò)了10分鐘仍然沒有進(jìn)入下一個(gè)步驟，則歸還已有的資源。

方法四.破壞請(qǐng)求和保持條件

這里我們可以通過(guò)規(guī)定在任何情況下，一個(gè)線程獲取一個(gè)資源之后，必須歸還了資源之后才能請(qǐng)求另一個(gè)資源，就可以有效解決這個(gè)問(wèn)題。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的《操作系统知识点整理》的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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