第十二章併發程式設計

構建併發伺服器的方法：在父程序中接收客戶端連線請求，然後建立乙個新的子程序來為每個新客戶端提供服務。

假設現在有兩個客戶端和乙個伺服器，伺服器正在監聽乙個監聽描述符上的連線請求。併發過程如下：

1、伺服器接受客戶端1的連線請求

2、伺服器派生乙個子程序為這個客戶端1服務

3、伺服器接受另乙個客戶端2的連線請求

4、伺服器派生另乙個子程序為新的客戶端2服務

i/o多路復用可以用做併發事件驅動程式的基礎，在事件驅動程式中，某些事件會導致流向前推進，一般的思路是將邏輯流模型化為狀態機。i/o多路復用來顯示的排程這些流。乙個狀態機就是由一組狀態、輸入事件、轉移，其中轉移是將狀態和輸入事件對映到狀態。

使用訊號量來排程共享資源：

訊號量可以用來排程對共享資源的訪問。在這種場景中，乙個執行緒用訊號量操作來通知另乙個執行緒，程式狀態中的某個條件已經為真了。兩個經典的例子是生產者-消費者和讀者-寫者問題。

生產者-消費者問題：生產者產生專案並把它們插入到乙個有限的緩衝區中，消費者從緩衝區中取出這些專案，然後消費它們。

一組併發的執行緒要訪問乙個共享物件，例如乙個主存中的資料結構，有些執行緒唯讀物件，而其他的執行緒只修改物件，修改物件的執行緒叫做寫者，唯讀物件的執行緒叫做讀者。寫者必須擁有對物件的獨佔的訪問，而讀者可以和無限多個其他的讀者共享物件。

讀者-寫者問題分兩種情況：

1、讀者優先。要求不讓讀者等待，除非已經把使用物件的許可權賦予了乙個寫者。讀者不會因為乙個寫者在等待而等待。

2、寫者優先。要求一旦乙個寫者準備好可以寫，它就會盡可能快的完成它的寫操作。

這兩種讀者-寫者問題可能導致飢餓，飢餓是指乙個執行緒無期限的阻塞，無法進展。例如，如果有讀者不斷地到達，寫者就可能無限地等待。

執行緒安全

當乙個函式被多個執行緒反覆地呼叫時，它會一直產生正確的結果，這個函式是執行緒安全的。反之，該函式是執行緒不安全的。

四個執行緒不安全函式類：

1、不保護共享變數的函式

2、保持跨越多個呼叫的狀態的函式

3、返回指向靜態變數的指標的函式

4、呼叫執行緒不安全函式的函式

執行緒安全函式：

可重入函式：當它們被多個執行緒呼叫時，不會引用任何共享資料。

死鎖：一組執行緒被阻塞了，等待乙個永遠不可能為真的條件。

規避死鎖：

給定所有互斥操作的乙個全序，如果每個執行緒都是以一種順序獲得互斥鎖並以相反的順序釋放，那麼這個程式就是無死鎖的。

第十二章 併發程式設計