读书笔记4（续）-----Linux中多线程同步方式

    典型的UNIX系统都支持一个进程创建多个线程（thread）。在Linux进程基础中提到，Linux以进程为单位组织操作，Linux中的线程也都基于进程。尽管实现方式有益于其它的UNIX系统，但Linux的多线程在逻辑和使用上与真正的多线程并没有差别。

   1.多线程

    在LInux从程序到进程中，我们看到了一个程序在内存中的表示。这个程序的整个运行过程中，只有一个控制权的存在。当函数被调用的时候，该函数获得控制权，成为激活（active）函数，然后运行该函数中的指令。与此同时，其他的函数处于离场状态，并不运行。

    多线程就是允许一个进程存在多个控制权，以便让多个函数同时处于激活状态，从而让多个函数的操作同时运行。即使是单CPU的计算机，也可以通过不停的在不同线程的指令间切换，从而造成多线程同时运行的效果。

  2.多线程同步（synchronization）

    对于多线程程序来说，同步是指在一定的时间内只允许某一个线程访问某个资源。而在此时间内，不允许其他的线程访问该资源。我们可以通过互斥锁（mutex），条件变量（condition cariable）和读写锁（reader-writer lock）来同步资源。

 1）mutex 是一个特殊的变量，它有锁上(lock)和打开（unlock）两个状态。mutex一般被设置成全局变量。打开的mutex可以由某个线程获得。一旦获得，这个mutex会锁上，此后只有该线程有权打开。其它想要获得mutex的线程，会等待直到mutex再次打开的时候。我们可以将mutex想象成为一个只能容纳一个人的洗手间，当某个人进入洗手间的时候，可以从里面讲洗手间锁上。其它人只能在mutex外面等待那个人出来，才能进去。在外面等候的人并没有排队，谁先看到洗手间空了，就可以首先冲进去。

2）condition variable

    condition variable是另一种常用的变量，它也常常被保存为全局变量，并和mutex合作。condition variable特别适用于多个线程等待某个条件的发生。如果不使用condition variable，那么每个进程就需要不断尝试获得mutex并检查条件是否发生，这样大大浪费了系统的资源。

3）reader-writer lock

    Reader-writer lock 与mutex非常相似。r、rw lock有三种状态：共享读取锁（shared-read）,互斥写入锁（exclusive-write lock）,打开（unlock）。后两种状态与之前的mutex两种状态完全相同。

    一个unlock的RW lock可以被某个进程获取R锁或者W锁。

    如果被一个进程获得R锁，RW lock可以被其他进程继续获得R锁，而不必等待该进程释放R锁。但是，如果此时有其他进程想要获得W锁，它必须等到所有持有共享读取锁的进程释放掉各自的R锁。

    如果一个锁被一个进程获得W锁，那么其他进程，无论是想要获取R锁还是W锁，都必须等待该进程释放W锁。

    这样，多个进程就可以同时读取共享资源。而具有危险性的写入操作得到了互斥锁的保护。

    我们需要同步并发系统，这为程序员编程带来了难度。但是多线程系统可以焊好的解决许多IO瓶颈的问题。比如我们监听网络端口。如果我们只有一个线程，那么我们必须监听，接收请求，处理，回复，再监听。如果我们使用多线程系统，则可以让多个线程监听。当我们的某个线程进行处理的时候，我们还可以有其他的线程继续监听，这样，就大大提高了系统的利用率。在数据越来越大，服务器读写操作越来越多的今天，这具有相当的意义。多线程还可以更有效地利用多CPU的环境。

 

作者：Vamei 

出处：http://www.cnblogs.com/vamei/archive/2012/10/09/2715393.html欢迎转载，请注明出处，谢谢。