C++面向对象多线程学习笔记_实现并发的最后思考

可以分解成并发执行进程的应用程序或可以分解成并发执行线程的进程为软件开发者带来了设计、实现和测试上的特殊问题。五种最常见的缺陷为：竞争条件（数据竞争）；无限延迟；资源死锁（deadlock或deadly embrace）；规划交错锁定（gridlock）（即优先权倒置）；脆弱架构。

许多现代OS提供了可以在应用中实现并发的API，这些API包括能够在线程间广播通信的时间耗尽参数以及条件变量的互斥量。现代OS提供的线程处理以及互斥量API的特征使得程序员和软件开发者在迎接并发编程挑战的道路上又向前迈进了一步。

通过良好架构即使用C++组件和面向对象技术来构建多线程架构，使用封装为临界区提供保护，为提供线程处理和同步化的操作系统API提供面向对象接口，使用封装和接口类等为异步、并行以及并发编程添加了一道新的防线。

应用程序中的临界区应当封装在一个类中，每个类应该通过继承或复合包含保护临界区必需的必要同步对象。而且，互斥量的锁定和取消锁定应该由类的成员函数自动完成。

当面向对象发挥作用时，对数据的所有访问都通过对象成员函数（也称做方法）来调控。对象成员函数充当用户与对象所包含数据之间的接口。建议将同步化线程和保护临界区的责任由用户身上转移到对象的提供者身上。建议按对象成员函数决定外界如何、何时以及访问哪一部分数据的相同方式，让对象的成员函数也决定在多线程环境中访问数据的方式。一旦可以在多线程环境中访问对象的数据，就有可能产生竞争条件。这也是为什么将同步化工作从对象外部移到对象内部的原因。

使用接口类为非面向对象函数和数据提供面向对象接口。使用接口类为POSIX线程API、Win32API以及OS/2线程API提供面向对象接口实例类。另外通过提供适配STL接口的接口类，我们可以改进STL容器和算法，使它们在多线程环境中更安全。

我们的目标是处理非线程安全的每个数据组件及函数或过程，并将组件封装在一个类中。一旦将组件封装在类中，我们就可以用面向对象互斥量和面向对象条件变量围绕对组件的所有访问。

在解决竞争条件、无限延迟以及死锁问题的过程中应用了两个基本思想。

1. 使用面向对象基石的增量多线程处理；

2. 选择能自然适应于多个线程的架构。

设计和实现多线程应用程序的有效途径应该是以选择能自然适合于并行化的架构为起点。这些架构应该具有隐式或显式的内在并行性，满足这些标准的常用架构有如下3种：

1. 客户机/服务器；

2. 事件/驱动；

3. 黑板。

挑选出能自然适应并发的架构，与试图在实际中最好实现为单个线程应用程序的应用架构中强加多个线程相比，前者更理想。我们的目标是结合支持并发架构的选择与增量多线程处理技术及面向对象编程技术来得到多线程面向对象架构的思想。

推荐程序员实现并发的途径应该摒弃以过程为中心的技术（procedure-centered technique），而应该选择以数据为中心的技术（data-centered technique），因为让我们陷入麻烦的正是临界区。