多线程锁

Posted 2020-11-29 lector

　　cpp11里用于并发的工具有主要有thread、mutex、condition_variable，其中condition_variable条件变量wait可以附加条件，是对条件和锁的封装，如果不加条件只用锁就是一元信号量，只有一元的pv操作，而附加了条件后若条件为真则直接后续，非真则等待（阻塞并归还锁），所以可以利用其中的条件判断来构建需要的逻辑。unique_mutex是对mutex增加RAII的特性，获取既初始化（获得锁），离开作用域自动析构，自动解锁。

　　生产者-消费者问题：仓库未满生产者可以生产，仓库非空消费者可以消费。生产者消费者对于仓库的增加减少需要互斥，粗糙一点直接让两者行动互斥，未满是生产的前提需要一个条件变量，非空是消费的前提需要另一个条件变量。（一家人吃水果问题）：父亲放苹果，女儿吃苹果，母亲放橘子，儿子吃橘子，盘子里只用一个水果。首先让所有人的行动互斥，同一时间只有一个人可以有行为。子女能行动的前提是要有对应的水果，所以需要两个条件变量，而父母行动的前提是盘子为空，所以还需要一个条件变量。

　　读者-写者问题：为保证数据一致，同一时间只有一个写者可以写，但读者可以多个同时读。写者只能独立运行需要让所有人加锁，而读者可以拿完锁后释放，写者还要保证前面没有读者，所以要加一个条件变量，比如一个计数变量来判断，并且把这个计数变量的修改加入写者之前拿到的锁里，保证一致。读者退出时再加锁，修改计数后解锁。但这种情况下只要有一个读者进入，后续读者可以不断进入导致写者“饥饿”，所以增加一个条件，排在写者后续的读者不再进入，先等待写者写完，所以要在读者里加一个条件变量，判断没有写者等待。这些读者由写者执行完来唤醒。但又有一个新的问题，如果此时写者有多个时，写者后又排了写者，后面还排了读者，则在写者写完会唤醒后面的读者而不是后面的写者，后面的写者需要等读者读完才被唤醒，如何让队列按顺序执行又是一个新的问题。

　　哲学家进餐问题：