《操作系统TEP》---并发篇

当操作系统的两个或以上线程访问和修改同一地址的内存空间时（在并发语境下被称为临界区），就会面临并发问题，这时候就要用到锁。

锁的实现

最简单的实现方法是，利用CPU的允许中断和禁止中断（disableInterupt）。
这样可以保证单个CPU上的临界区代码原子性。
但这会带来三个问题：
不支持多CPU（多处理器）。因为只禁止了单个CPU的中断操作，另一CPU上的线程还是有可能访问临界区的
二是关闭中断会使CPU的其它功能受到影响，这是很严重的问题；
三是无法防止恶意代码的运行。

一种改进方案是，使用CPU的硬件支持。使用一个互斥信号量，在一条线程进入临界区后，将互斥量设置为1，如果其它线程进入临界区时，发现信号量为1，那么线程会进入一个while循环等待。这种方法，被称作“自旋锁”。

另外一种锁的实现，明天更新。

并发数据结构

并发计数器

并发列表

并发散列表

并发队列

并发程序设计所需的原语

1.锁

锁的意义在上面已经说过，在不同线程访问临界区时，要对临界区做lock和unlock的操作，避免数据冲突

2.条件变量

条件变量的意义在于，可以让线程间可以协作。比如父线程创建了一个子线程，然后父线程需要等子线程执行完毕后再继续运行。
如果仅仅使用自旋的方式，那么CPU要不断切换到不工作的线程，这样会导致CPU的性能大大降低。另外一种方式是，使用等待队列。当线程需要等待时，使用wait（）方法，并需要一个条件变量作为唤醒时的手段。当激活条件满足时，使用条件变量调用signal()方法，重启线程。

NOTE:发信号时总是持有锁
因为wait和signal总是会在默认线程在操作锁的情况下进行方法调用，所以在调用这些方法（wait和signal）的时候，要确保线程持有锁。

3.信号量（作为锁和条件变量的替代）