并发编程

    在异常控制流提过，并发编程如果逻辑控制流在时间上是并发编程重叠的，那么它们就是并发编程并发的。并发出现在计算机不同层面上，并发编程编写并发程序也是并发编程程序员必不可少的技能，面试同样必问并发相关知识。并发编程

    现代操作系统提供了基于三种基本的并发编程构造并发程序的方法。分别为：进程、并发编程I/O 多路复用和线程。并发编程

    基于进程的并发编程并发编程方法很简单，使用我们很熟悉的并发编程fork、exec、并发编程waitpid等函数就可以了。并发编程比如构造一个并发服务器的并发编程方法就是，在父进程中接受客户端的并发编程请求，然后创建一个新的子进程来为每个客户端提供服务。

    因为进程有独立的地址空间，所以不会出现进程不小心覆盖另一个进程虚拟内存的情况，免费信息发布网这是一个显著的优点。但独立地址空间也让不同进程之间共享信息变得更加困难。

    考虑下面一种场景，服务器也能对用户从标准输入键入的交互命令做出响应，那服务器就必须响应两个相互独立的 I/O 事件：1）客户端连接请求，2）用户键入命令行。我们无法选择应该等待哪个事件，因为等待其中一个就不能响应另一个事件，所以就有了 I/O 多路技术。

    其基本思路就是使用select函数，要求内核挂起进程，只有在一个或多个 I/O 事件发生后，才将控制返回给应用程序。

    该技术可以用作并发事件驱动程序的基础，在事件驱动程序中某些事件会导致流向前推进（比如 web 前端程序），一般思路是将逻辑流转换为状态机（去查编译原理），某些事件会导致从一个状态转移到另一个状态。

    如果使用进程并发实现上面的场景，那可能就需要两个进程分别监听两个事件，而使用 I/O 多路复用技术的程序时运行在单一进程上下文中，因此每个逻辑流都能访问全部该进程全部的地址空间，也就是说共享数据变得很容易，亿华云计算但是事件驱动要比基于进程更加复杂，而且随着并发粒度的减小，复杂性还会上升。另外如果某个逻辑流正忙于读一个文本行，那么其它逻辑流就不会有进展，这防不住恶意客户端的攻击。

    线程同时结合了前面两种方法。线程是运行在进程上下文的逻辑流，它有自己的栈、栈指针、程序计数器等，但是共享这个进程虚拟空间的所有内容，包括堆、代码、数据、共享库及打开文件。

    下面是多线程执行模型，每个进程开始生命周期时都是单一线程，称之为主线程，在某一时刻主线程创建一个对等线程，从这个时间点开始，两个线程就并发地运行。

    并发程序最大的源码下载问题就是同步，我们使用进度图来表示。将 n 个并发线程的执行模型化一条 n 维笛卡尔空间中的轨迹线，每条轴 k 对应线程 k 的进度，每个点表示线程 k 已经完成了指令 Ik这一状态，比如一个程序中有两个线程，它的执行历史如下，我们就可以将其模型化为状态空间的一条轨迹线。

H1，L1，U1，H2，L2，S1，T1，U2，S2，T2

    那么对于线程 i，操作共享变量cnt内容的指令（，Li，Ui，Ui）构成一个临界区，那么就能分析出不安全区域，如果轨迹流经过不安全区域，那程序就有可能出错。

    当然，为了解决这一问题，荷兰科学家迪杰斯特拉提出了信号量机制，解决同步不同执行线程问题，就是我们很熟悉的 P、V 操作，使用信号量来实现互斥，就好像在上面的不安全区域加了一道墙壁，轨迹线无法进入这个不安全区域。

    信号量也用来调度共享资源，比如经典的生产者-消费者、读者-写者的问题。需要注意的是，信号量又引入了一种潜在的运行时错误，那就是死锁，这一部分知识查找容易，就不介绍了。code

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