20135333苏正生——信息安全系统设计基础第十二周学习总结
第十二章 并发编程
三种基本概念：
1.进程
2.I/O多路复用
3.线程
第一节 基于进程的并发编程
构造并发程序常用函数：
fork
exec
waitpid
独立地址空间
1.优点：防止虚拟存储器被错误覆盖
2.缺点：开销有时会很高，共享状态信息才需要IPC机制
第二节 基于I/O多路复用的并发编程
事件驱动程序：将逻辑流模型化为状态机。
状态机：状态、输入事件、转移
流程：
1.select函数检测到输入事件
2.add_client函数创建新状态机
3.check_clients函数执行状态转移，并且完成时删除该状态机。
相关函数：
init_pool（）
add_client（）
check_clients（）
第三节 基于线程的并发编程
一、线程执行模型
1.主线程
2.对等线程
3.主线程切换到对等线程
二、Posix线程
Posix线程是C程序中处理线程的一个标准接口。
万能函数：
void func(void parameter)
typedef void (uf)(void para)
三、创建线程
1.创建线程：
pthread_create函数
#include <pthread.h>
typedef void *(func)(void *);
int pthread_create(pthread_t *tid, pthread_attr_t *attr, func *f, void *arg);
功能：创建一个新的线程，带着一个输入变量arg，在新线程的上下文运行线程例程f。
2.查看线程ID
pthread_self函数
#include <pthread.h>
pthread_t pthread_self(void);
功能：返回调用者的线程ID（TID）
四、终止线程
1.终止线程的方式：隐式终止、显示终止
2.pthread_exit函数
#include <pthread.h>
void pthread_exit(void *thread_return);
3.pthread_cancle函数
#include <pthread.h>
void pthread_cancle(pthread_t tid);
五、回收已终止线程的资源
pthread_join函数：
#include <pthread.h>
int pthread_join(pthread_t tid,void **thrad_return);
六、分离线程
pthread_detach函数
#include <pthread.h>
void pthread_detach(pthread_t tid);
功能：分离可结合线程tid。
七、初始化线程：pthread_once函数
#include <pthread.h>
pthread_once_t once_control = PTHREAD_ONCE_INIT;
int pthread_once(pthread_once_t *once_control, void (*init_routine)(void));
第四节 多线程程序中的共享变量
一、线程存储器模型
二、将变量映射到存储器
三、共享变量
第五节 用信号量同步线程
一、进度图
进度图转换规则：
合法的转换是向右或者向上，即某一个线程中的一条指令完成
两条指令不能在同一时刻完成，即不允许出现对角线
程序不能反向运行，即不能出现向下或向左
而一个程序的执行历史被模型化为状态空间中的一条轨迹线。
线程循环代码的分解：
H：在循环头部的指令块
L：加载共享变量cnt到线程i中寄存器%eax的指令。
U：更新（增加）%eax的指令
S：将%eax的更新值存回到共享变量cnt的指令
T：循环尾部的指令块
临界区使用原则:有空让进、无空等待、多中择一、让权等待
二、信号量
信号量定义：
type semaphore=record
count: integer;
queue: list of process
end;
var s:semaphore;
定义对信号量的两个原子操作——P和V
P（wait）
wait(s)
s.count :=s.count-1;
if s.count<0 then
begin
进程阻塞；
进程进入s.queue队列；
end;
V（signal）
signal(s)
s.count :=s.count+1;
if s.count ≤0 then
begin
唤醒队首进程；
将进程从s.queue阻塞队列中移出;
end;
【每个信号量在使用前必须初始化】
三、使用信号量来实现互斥
详见“《操作系统》第六章”
第七节 并发问题
一、线程安全性
四个不相交的线程不安全函数类以及应对措施：
不保护共享变量的函数——用P和V这样的同步操作
保持跨越多个调用的状态的函数——重写
返回指向静态变量的指针的函数——①重写；②使用加锁-拷贝技术。
二、可重入性
1.显式可重入的：
2.隐式可重入的：
三、竞争
四、死锁
心得总结
本周的学习和操作系统课程的内容有很多是重复的，虽然说在操作系统中花了很多篇幅来描述的内容，在本书里仅仅列了一章来讲解，可以说是一个缩影。但是结合操作系统的课程来说，一个讲了详细的概念，一个给了大量的代码用来实验，相辅相成，互为表里。确实对一些知识的认识和理解程度有所加深，对一些细节的过程有了实践上的感知和理解。
