Linux下的线程安全
线程安全：多个执行流对临界资源进行争抢访问，而不会造成数据二义性和逻辑混乱，成这段代码的过程是线程安全的。
实现：保证多个执行流对临界资源进行争抢访问不造成数据二义性。
同步与互斥：
同步：通过条件判断，实现对灵界资源访问的时序合理性。
互斥：通过唯一访问，实现对临界资源的安全性。
一、互斥实现的技术：互斥锁
原理：保证同一时间只有一个执行流对临界资源进行访问。
即：对临界资源进行标记，无访问时标记为1，有访问时标记为0，当标记为1时，则用户可访问或线程可访问；当标记为0时，线程不可访问。
先进行判断，能访问则访问，不能访问则休眠。
1.1 互斥锁：
mutex：是一个计数器。
互斥锁的代码操作流程：
定义互斥锁变量： pthread_metux_t mutex;
初始化互斥锁：
int pthread_mutex_init（pthread_mutex_t* mutex，pthread_mutexattr_t* attr）;
mutex ：互斥索变量首地址；
attr ： 互斥锁属性，通常置为NULL。
对临界资源访问时先加锁：
两种方式：
阻塞加锁：int pthread_mutex_lock（pthread_mutex_t* mutex）;
非阻塞加锁：int pthread_mutex_trylock（pthread_mutex_t* mutex）;
访问结束，记得解锁：
int pthread_mutex_unlock（pthread_mutex_t* mutex）;
不用锁了，释放资源，销毁互斥锁：
int pthread_mutex_destory（pthread_mutex_t* mutex）;
注意事项：
（1） 加锁保护区域最好只是对临界资源进行加锁，因为保护的越多，执行所需要的时间越长，降低效率。
（2）加锁之后在任意有可能退出线程的地方都要进行解锁操作，若没有解锁直接退出，会造成其他线程访问锁时的状态。
2. 死锁：多个执行流对临界资源争抢访问时，因推进顺序不当，多条执行流相互等待，最终程序无法继续执行。
必要条件：必须具备的条件，如果不具备就无法实现死锁。
①互斥条件：一个资源只能被一个执行流进行访问。
②不可剥夺条件：谁加的锁谁才能进行解锁操作，一个执行流已获得的资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。
③请求与保持条件：一个执行流因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。
④环路等待条件：线程1抢到锁A，去抢锁B，线程2抢到锁B去抢锁A。形成环路，进而产生死锁。
避免死锁：
①破坏死锁的四个必要条件
②加锁顺序一致
③避免锁未释放的场景
④资源一次性分配
二、同步实现技术：条件变量/信号量
2.1 条件变量：
当一个线程互斥地访问某个变量时，它可能发现在其它线程改变状态之前，它什么也做不了。
例如一个线程访问队列时，发现队列为空，它只能等待，**直到（直到后面跟着的就是条件变量）**其它线程将一个节点添加到队列中。这种情况就需要用到条件变量。
实现同步的思路是向用户提供两个接口（一个是让进程陷入阻塞等待的接口，一个是唤醒休眠的接口）+pcb等待队列。
条件变量的接口实现：
定义条件变量：pthread_cond_t cond;
初始化条件变量：int pthread_cond_init（pthread_cond_t* cond，pthread_condattr_t* attr）;
在不满足资源访问时：int pthread_cond_wait（pthread_cond_t* cond，pthread_mutex_t* mutex）;
//cond ：条件变量 mutex： 互斥量
线程促使资源访问条件满足之后：
int pthread_cond_broadcast（pthread_cond_t *cond）;//唤醒全部
int pthread_cond_signal（pthread_cond_t *cond）;//唤醒一个
销毁：int pthread_cond_destory（pthread_cond_t* cond）;
操作流程：
（1）加锁；
（2）用户自己进行条件判断，不能访问则调用pthread_cond_wait（）陷入等待。
（3）别唤醒之后，能够访问，则访问数据，获取资源。
（4）唤醒生产资源的线程。
（5）加锁。
注意事项：
（1） pthread_cond_wait（） 实现了三步操作：先解锁，陷入休眠，被唤醒后再加锁。
（2）用户自己进行的判断需要用到while循环判断。
（3）不同的角色应该等待在不同的条件变量上。
2.2 信号量：
强调：不能与信号概念混淆。
作用：实现线程间的同步与互斥。
本质：一个计数器+pcb等待序列。
同步与互斥：
（1）实现同步：计数器对资源数量进行计数，当线程想要获取资源的时候，先访问信号量，判断是否能够获取资源（通过计数器本身），若计数器《=0，则直接堵塞线程，计数器-1；当其他线程生产资源的时候，计数器+1，唤醒等待队列上的pcb。
（2）实现互斥：保证计数器不大于1，就表示每次最多只有一个线程能够访问资源。
定义信号量sem_ t sem;
初始化信号量int sem_ init（sem_ t *sem， int pshared， int value）
在访问临界资源之前，先判断计数，是否能够访问资源，若不能访问，则阻塞线程;若可以访问则调用直接返回
int sem_ wait（sem_ t *sem） / int sem trywait（sem_ t *sem）/ int sem timedwait（sem_ t *sem， struct timespec *ts）
访问临界资源之后/生产资源之后，唤醒一个等待的线程，并且计数+ 1
int sem_ post（sem_ t *sem）;
不使用信号量记得释放资源
int sem_ destroy（sem. _t *sem）;
Linux下的线程安全
线程安全：多个执行流对临界资源进行争抢访问，而不会造成数据二义性和逻辑混乱，成这段代码的过程是线程安全的。
实现：保证多个执行流对临界资源进行争抢访问不造成数据二义性。
同步与互斥：
同步：通过条件判断，实现对灵界资源访问的时序合理性。
互斥：通过唯一访问，实现对临界资源的安全性。
一、互斥实现的技术：互斥锁
原理：保证同一时间只有一个执行流对临界资源进行访问。
即：对临界资源进行标记，无访问时标记为1，有访问时标记为0，当标记为1时，则用户可访问或线程可访问；当标记为0时，线程不可访问。
先进行判断，能访问则访问，不能访问则休眠。
1.1 互斥锁：
mutex：是一个计数器。
互斥锁的代码操作流程：
定义互斥锁变量： pthread_metux_t mutex;
初始化互斥锁：
int pthread_mutex_init（pthread_mutex_t* mutex，pthread_mutexattr_t* attr）;
mutex ：互斥索变量首地址；
attr ： 互斥锁属性，通常置为NULL。
对临界资源访问时先加锁：
两种方式：
阻塞加锁：int pthread_mutex_lock（pthread_mutex_t* mutex）;
非阻塞加锁：int pthread_mutex_trylock（pthread_mutex_t* mutex）;
访问结束，记得解锁：
int pthread_mutex_unlock（pthread_mutex_t* mutex）;
不用锁了，释放资源，销毁互斥锁：
int pthread_mutex_destory（pthread_mutex_t* mutex）;
注意事项：
（1） 加锁保护区域最好只是对临界资源进行加锁，因为保护的越多，执行所需要的时间越长，降低效率。
（2）加锁之后在任意有可能退出线程的地方都要进行解锁操作，若没有解锁直接退出，会造成其他线程访问锁时的状态。
2. 死锁：多个执行流对临界资源争抢访问时，因推进顺序不当，多条执行流相互等待，最终程序无法继续执行。
必要条件：必须具备的条件，如果不具备就无法实现死锁。
①互斥条件：一个资源只能被一个执行流进行访问。
②不可剥夺条件：谁加的锁谁才能进行解锁操作，一个执行流已获得的资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。
③请求与保持条件：一个执行流因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。
④环路等待条件：线程1抢到锁A，去抢锁B，线程2抢到锁B去抢锁A。形成环路，进而产生死锁。
避免死锁：
①破坏死锁的四个必要条件
②加锁顺序一致
③避免锁未释放的场景
④资源一次性分配
二、同步实现技术：条件变量/信号量
2.1 条件变量：
当一个线程互斥地访问某个变量时，它可能发现在其它线程改变状态之前，它什么也做不了。
例如一个线程访问队列时，发现队列为空，它只能等待，**直到（直到后面跟着的就是条件变量）**其它线程将一个节点添加到队列中。这种情况就需要用到条件变量。
实现同步的思路是向用户提供两个接口（一个是让进程陷入阻塞等待的接口，一个是唤醒休眠的接口）+pcb等待队列。
条件变量的接口实现：
定义条件变量：pthread_cond_t cond;
初始化条件变量：int pthread_cond_init（pthread_cond_t* cond，pthread_condattr_t* attr）;
在不满足资源访问时：int pthread_cond_wait（pthread_cond_t* cond，pthread_mutex_t* mutex）;
//cond ：条件变量 mutex： 互斥量
线程促使资源访问条件满足之后：
int pthread_cond_broadcast（pthread_cond_t *cond）;//唤醒全部
int pthread_cond_signal（pthread_cond_t *cond）;//唤醒一个
销毁：int pthread_cond_destory（pthread_cond_t* cond）;
操作流程：
（1）加锁；
（2）用户自己进行条件判断，不能访问则调用pthread_cond_wait（）陷入等待。
（3）别唤醒之后，能够访问，则访问数据，获取资源。
（4）唤醒生产资源的线程。
（5）加锁。
注意事项：
（1） pthread_cond_wait（） 实现了三步操作：先解锁，陷入休眠，被唤醒后再加锁。
（2）用户自己进行的判断需要用到while循环判断。
（3）不同的角色应该等待在不同的条件变量上。
2.2 信号量：
强调：不能与信号概念混淆。
作用：实现线程间的同步与互斥。
本质：一个计数器+pcb等待序列。
同步与互斥：
（1）实现同步：计数器对资源数量进行计数，当线程想要获取资源的时候，先访问信号量，判断是否能够获取资源（通过计数器本身），若计数器《=0，则直接堵塞线程，计数器-1；当其他线程生产资源的时候，计数器+1，唤醒等待队列上的pcb。
（2）实现互斥：保证计数器不大于1，就表示每次最多只有一个线程能够访问资源。
定义信号量sem_ t sem;
初始化信号量int sem_ init（sem_ t *sem， int pshared， int value）
在访问临界资源之前，先判断计数，是否能够访问资源，若不能访问，则阻塞线程;若可以访问则调用直接返回
int sem_ wait（sem_ t *sem） / int sem trywait（sem_ t *sem）/ int sem timedwait（sem_ t *sem， struct timespec *ts）
访问临界资源之后/生产资源之后，唤醒一个等待的线程，并且计数+ 1
int sem_ post（sem_ t *sem）;
不使用信号量记得释放资源
int sem_ destroy（sem. _t *sem）;
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