29、深入理解计算机系统笔记，并发编程（concurrent）（1）

1、如果逻辑控制流在时间上重叠，那么它们就是并发的。这种现象，称为并发（concurrency）。

2、为了允许服务器同时为大量客户端服务，比较好的方法是：创建并发服务器，为每个客户端创建各自独立的逻辑流。现代OS提供的常用构造并发的方法有：

进程和线程。

1）每个逻辑流都是一个进程，由内核来调度维护。每个进程都有独立的虚拟地址空间，控制流通过IPC机制来进行通信。

2）线程：运行在单一进程上下文中的逻辑流，由内核进行调度，共享同一进程的虚拟地址空间。

由于进程控制和IPC的开销较高，所以基于进程的设计比基于线程的设计慢。

常见IPC有：管道，FIFO，共享存储器，信号。

3、基于线程的并发编程

线程由内核自动调度，每个线程都有它自己的线程上下文（thread context），包括一个惟一的整数线程ID（Thread ID,TID），栈，栈指针，程序计数器，通用目的寄存器和条件码。每个线程和其他线程一起共享进程上下文的剩余部分，包括整个用户的虚拟地址空间，它是由只读文本（代码），读/写数据，堆以及所有的共享库代码和数据区域组成的，还有，线程也共享同样的打开文件的集合。

1）线程执行模型

    线程不像进程那样，不是按照严格的父子层次来组织的。和一个进程相关的线程组成一个对等线程池（a pool of peers），独立于其他线程创建的线程（The threads associated with a process form a pool of peers, independent of which threads were created by which other threads.个人理解，这句是说独立于其他进程的线程池中的线程）。进程中第一个运行的线程称为主线程。对等（线程）池概念的主要影响是，一个线程可以杀死它的任何对等线程，或者等待它的任意对等线程终止；进一步来说，每个对等线程都能读写相同的共享数据。

2）关于posix线程示例，及其相关函数，参见原书13.3.2节中。这部分举的例子很经典，值得一读

3）分离线程

    在任何一个时间点上，线程是可结合的（joinable），或者是分离的（detached）。一个可结合的线程能够被其他线程收回其资源和杀死。在被其他线程回收之前，它的存储器资源（如栈）是不释放的。相反，一个分离的线程是不能被其他线程回收或杀死的，它的存储器资源在它终止时由系统自动释放。

示例程序

/* 
 * echoservert.c - A concurrent echo server using threads
 */
/* $begin echoservertmain */
#include "csapp.h"

void echo(int connfd);
void *thread(void *vargp);

int main(int argc, char **argv) 
{
    int listenfd, *connfdp, port, clientlen=sizeof(struct sockaddr_in);
    struct sockaddr_in clientaddr;
    pthread_t tid; 

    if (argc != 2) {
	fprintf(stderr, "usage: %s <port>\n", argv[0]);
	exit(0);
    }
    port = atoi(argv[1]);

    listenfd = Open_listenfd(port);
    while (1) {
	connfdp = Malloc(sizeof(int));
	*connfdp = Accept(listenfd, (SA *) &clientaddr, &clientlen);
	Pthread_create(&tid, NULL, thread, connfdp);
    }
}

/* thread routine */
void *thread(void *vargp) 
{  
    int connfd = *((int *)vargp);
    Pthread_detach(pthread_self()); 
    Free(vargp);
    echo(connfd);
    Close(connfd);
    return NULL;
}
/* $end echoservertmain */