CSAPP(第三版)第十二章并发编程学习笔记
基于进程的并发编程
构造并发程序最简单的方法就是用进程。
基于进程的并发服务器
下图展示了一个基于进程的并发echo服务器代码。
进程的优劣
对于在父，子进程间共享状态信息，进程有一个非常清晰的模型：共享文件表，但是不共享用户地址空间。。进程有独立的地址空间既是优点也是缺点。
基于I/O多路复用的并发编程
假设要求你编写一个echo服务器，它也能对用户从标准输入键入的交互命令做出响应。在这种情况下，服务器必须响应两个互相独立的I/O事件：1.网络客户端发起连接请求，2.用户在键盘上键入命令行。如果在accept中等待一个连接请求，我们就不能响应输入的命令。类似的，如果在read中等待一个输入命令，我们就不能响应任何连接请求。
基于I/O多路复用的并发事件驱动服务器
I/O多路复用可以用作并发事件驱动程序的基础，在事件驱动程序中，某些事件会导致向前推进。一般的思路是将逻辑模型化为状态机。不严格的说，一个状态就就是一组状态，输入事件和转移，其中转移是将状态和输入事件映射到状态。每个状态是将一个（输入状态，输出事件）对映射到一个输出状态。
I/O多路复用技术的优劣
基于线程的并发编程
线程就是运行在进程上下文中的逻辑流。在本书迄今为止，程序都是由每个进程中一个线程组成的。
线程执行模型
Posix线程
Posix线程是在C程序中处理线程的一个标准接口。它最早出现在1995年，而且在所有的Linux系统上都可用。
创建线程
线程通过调用pthread_create函数来创建其他线程。
终止线程
一个线程是以下列方式之一来终止的：
- 当顶层的线程例程返回时，线程会隐式地终止。
- 通过调用pthread_exit函数，线程会显式的终止。
- 某个对等线程调用Linux的exit函数，该函数终止进程以及所有与该进程相关的线程。
- 另一个对等线程通过以当前线程ID座位参数调用pthread_cancel函数来终止当前线程。
回收已终止线程的资源
线程通过嗲用pthread_join函数等待其他线程终止。pthread_jion函数会阻塞，直到线程tid终止，将线程例程返回的通用指针赋值为thread_return指向的位置，然后回收已终止线程占用的所有内存资源。
分离线程
在任何一个时间点上，线程是可结合的或者可分离的。
初始化线程
pthread_once函数允许你初始化与线程例程相关的状态。
多线程程序中的共享变量
线程的基础内存模型是什么，
根据这个模型，变量实例是如何映射到内存的，
有多少线程引用这些实例
线程内存模型
一组并发线程运行在一个进程的上下文中。每个线程都有它独立的线程上下文，包括线程ID，栈，栈指针，程序计数器，条件码和通用目的寄存器。每个线程和其他线程一起共享进程上下文的剩余部分。这包括整个用户虚拟地址空间，它是由只读文本，读/写数据，堆以及所有的共享库代码和数据区域组成的。线程也共享相同的打开文件的集合。
将变量映射到内存
- 全局变量：全局变量是定义在函数之外的变量，在运行时，虚拟内存的读/写区域只包含每个全局变量的一个实例。
- 本地自动变量：本地自动变量就是定义在函数内部但是没有static属性的变量。运行时，每个线程的栈都包含它自己的所有本地自动变量的实例。
- 本地静态变量：本地静态变量是定义在函数内部并有static属性的变量。和全局变量一样，虚拟内存的读/写值包含在程序中声明的每个本地静态变量的一个实例。
共享变量
我们说一个变量v是共享的，当且仅当它的一个实例呗一个以上的线程引用。
用信号量同步线程
共享变量是十分方便，但是它们的也引入了同步错误的可能性。
进度图
进度图将n个并发线程的执行模型化为一条n维笛卡儿空间中的轨迹线。
信号量
Edsger Dijkstra,并发编程领域的先锋人物，提出了一种经典的解决同步不同执行线程的方法，这种方法是基于一种叫做信号量的特殊变量的。信号量s是具有非负整数值的全局变量，只能由两种特殊的操作来处理，这两种操作称为P和V：
- P（s）：如果S是非零的，那么P将s减1，并且立即返回。如果s为零，那么就挂起这个县城，知道s变为非零，而一个V操作会重启这个线程。在重启之后，P操作将s减1，并将控制返回给调用者。
- V（s）：V操作将s加1.如果有任何线程阻塞在P操作等待s变成非零，那么V操作会重启这些线程中的一个，然后改线程将s减1，完成它的P操作。
使用信号量来实现互斥
信号量提供了一种很方便的方法来确保对共享变量的互斥访问。基本思想是将每个共享变量与一个信号量联系起来，然后用P（s）和V（s）操作将相应的临界区包围起来。
利用信号量来调度共享资源
信号量的另一个重要作用是调度对共享资源的访问。
