并发编程

应用级并发

• 访问慢速I/O设备
• 与人交互
• 通过推迟工作以降低延迟
• 服务多个网络客户端
• 在多核机器上进行并行计算

现代操作系统提供三种基本的构造并发程序的方法

• 进程
• I/O多路复用
• 线程

基于进程的并发编程

进程的优劣

优点:一个进程不会覆盖另一个进程的虚拟内存

确定:共享信息困难，进程控制和IPC开销很高

基于I/O多路复用的并发编程

I/O多路复用技术的优劣

优点

• 比基于进程的设计给了程序员更多的对程序行为的控制
• 运行在单一进程上下文中，容易共享数据，方便调试

缺点

• 编码复杂
• 不能充分利用多核处理器

基于线程的并发编程

用信号量同步线程

利用信号量来调度共享资源

• 生产者-消费者问题
• 读者-写者问题

使用线程提高并行性

• 并行程序的加速比

$S_p = \frac{T_1}{T_p}$Sp​=Tp​T1​​

• 效率

$E_p = \frac{S_p}{p} = \frac{T_1}{pT_p}$Ep​=pSp​​=pTp​T1​​

其他并发问题

四个线程不安全函数类

• 第１类：不保护共享变量的函数
• 第２类：保持跨越多个调用的状态的函数
• 第３类：返回指向静态变量的指针的函数
• 第４类：调用线程不安全函数的函数