线程同步方式

Posted 2021-10-09 仇实

11-1和11-2的具体区别？
portion -> 部分

什么是分离？
在任何一个时间点上，线程是可结合的（joinable），或者是分离的（detached）。一个可结合的线程能够被其他线程收回其资源和杀死；在被其他线程回收之前，它的存储器资源（如栈）是不释放的。相反，一个分离的线程是不能被其他线程回收或杀死的，它的存储器资源在它终止时由系统自动释放。
线程的分离状态决定一个线程以什么样的方式来终止自己。在上面的例子中，我们采用了线程的默认属性，即为非分离状态（即可结合的，joinable，需要回收），这种情况下，原有的线程等待创建的线程结束；只有当pthread_join（）函数返回时，创建的线程才算终止，才能释放自己占用的系统资源。而分离线程不是这样子的，它没有被其他的线程所等待，自己运行结束了，线程也就终止了，马上释放系统资源。程序员应该根据自己的需要，选择适当的分离状态。
总之为了在使用 pthread 时避免线程的资源在线程结束时不能得到正确释放，从而避免产生潜在的内存泄漏问题，在对待线程结束时，要确保该线程处于 detached 状态，否着就需要调用 pthread_join() 函数来对其进行资源回收。

静态分配和动态分配？
静态分配发生在程序编译和连接的时候。动态分配则发生在程序调入和执行的时候。
堆都是动态分配的，没有静态分配的堆。栈有2种分配方式：静态分配和动态分配。静态分配是编译器完成的，比如局部变量的分配。动态分配由函数malloc进行分配。不过栈的动态分配和堆不同，他的动态分配是由编译器进行释放，无需我们手工实现。

互斥锁mutex
用于保证在任何时刻，都只能有一个线程访问该对象。当获取锁操作失败时，线程会进入睡眠，等待锁释放时被唤醒
互斥锁是用于线程的互斥的

自旋锁：spinlock
在任何时刻同样只能有一个线程访问对象。但是当获取锁操作失败时，不会进入睡眠，而是会在原地自旋，直到锁被释放。这样节省了线程从睡眠状态到被唤醒期间的消耗，
在加锁时间短暂的环境下会极大的提高效率。但如果加锁时间过长，则会非常浪费CPU资源

读写锁：rwlock
区分读和写，处于读操作时，可以允许多个线程同时获得读操作。但是同一时刻只能有一个线程可以获得写锁。其它获取写锁失败的线程都会进入睡眠状态，直到写锁释放时被唤醒。
注意：写锁会阻塞其它读写锁。当有一个线程获得写锁在写时，读锁也不能被其它线程获取；写优先于读，当有线程因为等待写锁而进入睡眠时，则后续读者也必须等待
适用于读取数据的频率远远大于写数据的频率的场合。

信号量：semaphore
是用于线程间同步的，当一个线程完成操作后就通过信号量通知其它线程，然后别的线程就可以继续进行某些操作了。
信号量是用于线程间同步，也就是调度线程的，

带有超时的读写锁
长时间没有拿到锁，返回ETIMEDOUT

条件变量
条件变量是利用线程间共享的全局变量进行同步的一种机制。
例如读者写者问题，读者在消息队列为空时，会利用pthread_cond_wait挂起，等待写者写入队列，并传送pthread_cond_signal，再被唤醒，进行读的工作。
参考UNIX环境高级编程图11-15

屏障
屏障（barrier）是用户协调多个线程并行工作的同步机制。屏障允许每个线程等待，直到所有的合作线程都达到某一点，然后从该点继续执行。

int pthread_barrier_init(pthread_barrier_t *restrict barrier, const pthread_barrierattr_t *restrict attr, unsigned count);
初始化屏障时，可以使用count参数指定，在允许所有线程继续运行之前，必须到达屏障的线程数目。
使用内存屏障，以强制该语句前后的指令以正确的次序完成

a++; b=f(a); c--;
上句不使用屏障时，可能会以下面的顺序执行。
a++; c--; b=f(a);
但是没有问题。

obj->data = xxx; obj->ready = 1;
当设置了data之后，记下标志，然后在另一个线程中可能执行：
if (obj->ready) do_something(obj->data);
如果标志被置位先于data被设置，那么结果是收到了do_something(未修改的obj->data)。
这时候就需要强制语句先后顺序.

pthread_barrier_init(barrier,NULL,2);
obj->data = xxx; obj->ready = 1;pthread_barrier_wait(*barrier);
pthread_barrier_wait(*barrier);if (obj->ready) do_something(obj->data);

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