学习笔记7

第四章 并发进程

    4.1 并行计算导论

        并行计算是一种计算方案，它尝试使用多个执行算法的处理器更快速地解决问题

        计算的未来发展方向是并行计算

　　 并行算法原理如图：

　　 

        4.1.1 顺序算法与并行算法

            在描述顺序算法时，常用的方法是用一个begin-end代码块列出算法

            顺序算法包含多个步骤，所有步骤通过单个任务依次执行，每次执行一个步骤

            并行算法的描述，使用cobegin-coend代码块来指定

            在cobegin-coend块中，所有任务都是并行执行的

　　　

        4.1.2 并行性与并发性

　　   　

            理想情况下，并行算法中的所有任务都应该同时实时执行

            真正的并行执行只能在有多个处理组件的系统中实现

    4.2 线程

　　实现线程主要有三种方式：

            （1）使用内核线程实现

            （2）使用用户线程实现

            （3）使用用户线程加轻量级进程混合实现

        4.2.1 线程的原理

　　

        4.2.2 线程的优点

            (1)线程创建和切换速度更快

            (2)线程的响应速度更快

            (3)线程更适合并行计算

        4.2.3 线程的缺点

            (1)由于地址空间共享，线程需要来自用户的明确同步

            (2)许多库函数可能对线程不安全

            (3)单CPU系统上，线程解决问题比顺序程序慢

　　总结：这里我们总结了线程的优缺点，顺带找到了进程的优缺点

　　

　　 

    4.3 线程操作

    4.4 线程管理函数

        4.4.1 创建线程

            使用pthread_create()函数创建线程

　　　

        4.4.2 线程ID

            线程ID是一种不透明的数据类型，取决于实现情况

        4.4.3 线程终止

            线程函数结束后，线程即终止

        4.4.4 线程连接

            一个线程可以等待另一个线程的终止

    4.5 线程示例程序

        4.5.1 用线程计算矩阵的和

        4.5.2 用线程快速排序

    4.6 线程同步

        4.6.1 互斥量

　　　　

　　　   最简单的同步工具是锁，在Pthread中，锁被称为互斥量，意思是相互排斥。

　　　　　两种方法可以初始化互斥量：

　　　　　　　(1)静态方法：定义互斥量m，并使用默认属性对其初始化

　　　　　　　(2)动态方法：使用pthread_mutex_init()函数，可通过attr参数设置互斥属性

       4.6.2 死锁预防

　　　  死锁是一种状态，在这种状态下，许多执行实体相互等待，因此都无法继续下去

       4.6.3 条件变量

　　　  条件变量提供一种线程协作的方法

　　　　  条件变量总是与互斥量一起使用

　　　　  条件变量也可以通过两种方法进行执行化

　　　　　　 (1)静态方法：定义条件变量con，并使用默认属性对其初始化

　　　　　　 (2)动态方法：使用pthread_mutex_init()函数，可通过attr参数设置条件变量

       4.6.4 生产者-消费者问题

　　　 生产者-消费者问题，也称有限缓冲问题

       4.6.5 信号量

　　　 信号量是进程同步的一般机制。信号量是一种数据结构

　　　　

       4.6.6 屏障

       4.6.7 用并发线程解线性方程组

       4.6.8 Linux中的线程

　　　 与许多其他操作系统不同，Linux不区分进程和线程