Linux多线程服务端编程 第四章

C++多线程系统编程精要

学习多线程编程面临的思维转变有两点：

1.当前线程可能随时会被切换出去，或者说被抢占；

2.多线程程序中实践的发生顺序不再有全局统一的先后关系。

多线程程序的正确性不能依赖于任何一个线程的执行速度，不能通过原地等待（sleep()）来假定其他线程的事件已经发生，而必须通过适当的同步来让当前线程能看到其他线程的事件的结果。

11个最基本的Pthreads函数是：

2个：线程的创建和等待结束（join）。封装为muduo::Thread

4个：mutex的创建、销毁、等待、通知、广播。封装为muduo::MutexLock

5个：条件变量的创建、销毁、等待、通知、广播。封装为muduo::Condition

C/C++系统库的线程安全性

C++的标准库容器和std::string都不是线程安全的，只有std::allocator保证是线程安全的。一方面的原因是为了避免不必要的性能开销，另一方面的原因是单个成员函数的线程安全并不具备可组合性。

例如：

safe_vector<int> vec; //全局可见

if(!vec.empty()) //没有加锁保护

{

int x = vec[0]; //这两步在多线程下是不安全的

}

线程的创建与销毁的守则

线程的创建和销毁需要遵循几条简单的原则：

1.程序库不应该在未提前告知的情况下创建自己的“背景线程”；

2.尽量用相同的方式创建线程，例如muduo::Thread；

3.在进入main()函数之前不用改启动线程；

4.程序中线程的创建最好能在初始化阶段全部完成。

线程销毁的集中方式：

1.自然死亡。从线程主函数返回，线程正常退出。

2.非正常死亡。从线程主函数抛出异常或线程触发segfault信号等非操作；

3.***。在线程中调用pthread_exit()来立刻退出线程，

4.他杀。其他线程调用pthread_cancel()来强制终止某个线程。

多线程与IO

多个线程

同时操作同一个socket文件描述符需要考虑的情况如下：

1.如果一个线程正在阻塞地read某个socket，而另一个线程close了此socket。

2.如果一个线程正在阻塞地accept某个listening socket，而另一个线程close了此socket；

3.一个线程正准备read某个socket，而另一个线程close了此socket，第三个线程又恰好open了另一个文件描述符，而fd号码刚好和之前的socket相同。

RAII

我们可以用对象来包装资源，把资源管理与对象生命周期管理统一起来（RAII）。

多线程与fork()

fork()之后，子进程不能调用：

1.malloc()

2.任何可能分配或释放内存的函数，包括new、map::insert()、snprintf

3.任何Pthread函数

4.printf()系列函数

5.除了明确列出的“signal安全”函数之外的任何函数

多线程与signal

在多线程程序中，使用signal的第一原则是不要使用signal：

1.不要用signal作为IPC的手段；

2.也不要使用基于signal实现的定时函数；

3.不主动处理各种异常信号；

4.在没有别的替代方法的情况下，把异步信号转换为同步的文件描述符事件。

小结

1.一台机器上不应该同时运行几百个、几千个用户线程，这会大大增加内核scheduler的负担；

2.一个程序最好在一开始创建所需的线程，并一直反复使用；

3.每个线程应该有明确的职责美丽如IO线程、计算线程；

4.线程之间的交互应尽量简单；

5.要预先考虑清楚一个mutable shared对象将会暴露给哪些线程。