陈硕Linux多线程服务端编程读书笔记
思维导图
一些收获
条件变量的虚假唤醒（spurious wakeup）
使用条件变量，可以让线程等待某个条件，从而进入睡眠，当由其他线程所控制的布尔表达式满足条件时，再由操作系统将其唤醒。条件变量的使用需要搭配一个互斥器，有一套几乎不变的范式
// wait端
Mutex mutex;
Condition cond(mutex);
{
MutexLockGuard lock(mutex);
while(bool-expression)
{
cond.wait(); // 1. 执行wait()发生了什么？
}
// some operation after wake up
}
//2. wait端改成这样可以吗：
{
if(bool-expression)
{
cond.wait();
}
// some operation after wake up
}
// signal端
Mutex mutex;
{
MutexLockGuard lock(mutex);
modity-bool-expression;
cond.notify();
}
上面的代码提出了两个问题。先说问题1，条件变量在初始化时，就和一个互斥量绑定（注意这个互斥量既被用于MutexLockGuard 保护布尔表达式也用于与Condition绑定）。进入wait()后，条件变量会释放已经获取到的锁，然后使当前线程进入睡眠（当然释放是必须的，要是不释放就陷入睡眠，那这个布尔表达式永远也得不到修改）。生产者线程此时可以获取锁，并且改变这个布尔表达式，改变结束后将调用cond.notify()，唤醒消费者。消费者此时还在wait()中但即将返回，wait()函数在返回时，需要重新获取锁以获得对布尔表达式的独占。
再说问题2，使用if判断是不行的，使用while循环的原因就是所谓的防止虚假唤醒。直观的来讲，条件变量的使用场景可能让人无意有了“一个消费者，一个生产者”的定势（因为这操作系统教科书里的经典例子）。
当消费者和生产者的数量都为1的时候，那么使用if语句是没有问题的。但考虑“一个生产者，多个消费者”的情况，使用if语句判断当由其他线程所控制的布尔表达式就会出现问题：如果此时线程A、B同时被唤醒，A线程先被唤醒，B线程后被唤醒。B线程已经抢先一步修改了布尔表达式，执行了相应逻辑，但此时线程A可能刚刚从wait()中返回，便在没有检查“最新情况下”的布尔表达式的情况下，错误的执行不该执行的逻辑。视布尔表达式的情况，可能会导致程序crash（比如布尔表达式是vector的empty()，就会造成内存错误）。
条件变量解决了什么问题
一言以蔽之，由轮询转化为被动等待。
不使用条件变量的情况：
// Thread Producer
produce () {
mutex_lock()
count++
mutex_unlock()
}
// Thread A
celebrateAfter100 () {
while (1) {
mutex_lock()
if (count >= 100) {
mutex_unlock()
break
}
mutex_unlock()
sleep(100)
}
// Celebrate!
}
使用条件变量的情况：
// Thread Producer
produce () {
mutex_lock()
count++
mutex_unlock()
if (count >= 100)
cond_signal(condition) // 条件满足啦，通知一个等待的线程
}
// Thread A
celebrateAfter100 () {
mutex_lock()
while(count < 100)
cond_wait(condition) // 等到条件满足再继续执行
mutex_unlock()
// Celebrate!
}
Double-Check-Lock的单例问题在哪？
先要明确的一点，线程安全的单例模式只关注获取资源的时候是否存在race condition，比如这样的代码：
Instance *GetInstance()
{
if(!p)
p = new Instance();
return p;
}
在多线程环境下是不安全的，可能导致内存泄露，但是线程安全的单例模式并不关注线程安全地获取资源（唯一实例的地址）后，实例的成员的线程安全问题。
经典的单例有很多种，饿汉式/懒汉式（这名字可真是取的……一言难尽，就不能文雅一点吗？）。
饿汉式单例也就是Meyer's Singleton模式，虽然不同编译单元中，非local static变量存在初始化顺序不确定的问题（Effective C++ 条款4），但是对于函数内部的static变量，C++可以保证在函数调用时，内部的static变量必被初始化，而这个资源的获取是线程安全的，所以Meyer's Singleton可以放心的返回local static变量的地址或引用，实例如下：
Instance *GetInstance()
{
static Instance instance;
return &instance;
}
