多线程同步与互斥机制

1、多线程并行和并发的区别

• 并行：多个处理器或者多核处理器同时执行多个不同的任务。
• 并发：一个处理器处理多个任务。

2、多进程之间通信方式：

• 文件映射：本地之间
• 共享内存：本地之间
• 匿名管道：本地之间
• 命名管道：跨服务器
• 邮件槽：一对多的传输数据，通常通过网络向一台Windows机器传输
• 剪切板：本地之间
• socket：跨服务器

3、多线程之间通信方式：

• 全局变量
• 自定义消息响应

4、多线程之间同步机制：

• 临界区：不可以跨进程，忘记解锁会无限等待，要么存在要么没有，多线程访问独占性共享资源
• 互斥量：可以跨进程，忘记解锁会自动释放，要么存在要么没有
• 事件：又叫线程触发器，不可以跨进程，要么存在要么没有，一个线程来唤醒另一个线程（包括自动和人工两种方式）
• 信号量：可以跨进程，始终代表可用资源数量，当资源数为o时，线程阻塞，允许多个线程同时访问一个共享资源

5、多线程程序：

• 多线程程序是并发执行，对于多线程的共用资源不能保证能被正确利用即不保证能被独占，并发执行的时候，哪个线程得到运行的机会是随机的也是不可预期。为了解决多线程中某个线程对资源的独占（也就是多线程同步问题），只允许一个线程拥有共享资源的独占。即多线程之间的同步机制。

6、线程：

• 线程包括两个方面：第一：线程内核对象（OS用来存放统计信息的地方）；第二：线程堆栈（函数参数和局部变量）
• 线程在它的进程的地址空间执行代码。内核对象句柄依赖于进程而存在。

7、临界区（Critical Section）、互斥量（Mutex）、信号量（Semaphore）、事件（Event）的区别

1、临界区：通过对多线程的串行化来访问公共资源或一段代码，速度快，适合控制数据访问。在任意时刻只允许一个线程对共享资源进行访问，如果有多个线程试图访问公共资源，那么在有一个线程进入后，其他试图访问公共资源的线程将被挂起，并一直等到进入临界区的线程离开，临界区在被释放后，其他线程才可以抢占。
2、互斥量：采用互斥对象机制。 只有拥有互斥对象的线程才有访问公共资源的权限，因为互斥对象只有一个，所以能保证公共资源不会同时被多个线程访问。互斥不仅能实现同一应用程序的公共资源安全共享，还能实现不同应用程序的公共资源安全共享
3、信号量：它允许多个线程在同一时刻访问同一资源，但是需要限制在同一时刻访问此资源的最大线程数目
4、事 件： 通过通知操作的方式来保持线程的同步，还可以方便实现对多个线程的优先级比较的操作

• 临界区（Critical Section）：适合一个进程内的多线程访问公共区域或代码段时使用
• 互斥量 (Mutex)：适合不同进程内多线程访问公共区域或代码段时使用，与临界区相似。
• 事件（Event）：通过线程间触发事件实现同步互斥
• 信号量（Semaphore）：与临界区和互斥量不同，可以实现多个线程同时访问公共区域数据，原理与操作系统中PV操作类似，先设置一个访问公共区域的线程最大连接数，每有一个线程访问共享区资源数就减一，直到资源数小于等于零。

临界区和互斥器都有“线程所有权”的概念，所以它们是不能用来实现线程间的同步的，只能用来实现互斥。原因是由于创建临界区或互斥器的线程可以不用等待LeaveCriticalSection(),SetEvent()就可以无条件进入保护的程序段，因为它拥有这个权利。另外，互斥器可以很好的处理”遗弃“操作。若线程在未释放对向象的时候就意外终止的，其它线程可以等待到一个WAIT_ABANDONED_0。但是事件和信号量都不能做到。

事件和信号量都可以实现线程和进程间的互斥和同步。就使用效率来说，临界区的效率是最高的，因为它不是内核对象，而其它的三个都是核心对象，要借助操作系统来实现，效率相对来说就比较低。但如果要跨进程使用还是要用到互斥器、事件对象和信号量。

参考

1、深入研究PHP及Zend Engine的线程安全模型
2、多线程同步机制的几种方法
3、多进程间通信方式和多线程同步机制总结