C++11 线程并发问题

　　首先，引入一个概念叫做reorder，即重新安排。编译器编译出来的代码是一个黑盒子，标准对此的要求是，只要程序的行为在外观上相同即可。因此语句的reorder可能在单线程环境下并无问题，但是多线程组合以后，往往会改变预期的行为。

　　其次，单线程环境下，用条件判断获得的保证，在多线程中是失效的。比如if (container.empty() != true) doSomethingInContainer，这样的代码可能会在多线程环境中抛出异常，因为在通过if判断之后，对容器执行操作之前，可能会有其他线程修改容器，导致本来不为空（刚通过if判断时）的容器变成空的。正式因此这样的问题，才有了后来所谓的“double check”，既保证效率，又可以避免同时访问/修改数据。但是即使是double check也存在一些问题，比如上面的reorder就可能会破坏它的行为。

　　最后，线程可能访问的是写到半途的数据。比如有全局变量uint32_t value; 某线程执行value = 0; 而另外一个线程读取value的值，那么可能读取的是写到一半（两个字节），还有另外一半未被写入的数据。所以，即使是基础类型，也不保证读或写是atomic。

　　解决这些问题的基本方法包括互斥锁和条件变量。

　　互斥锁使用起来比较简单，值得注意是，当同时使用多个锁时，加锁的顺序要一致，否则会出现死锁。有时保证一致的加锁顺序并不轻而易举。例如在一个满足交换律的操作中，对两者同时加锁。这时需要先确定对象身份，然后再按照对象1、对象2的顺序加锁。在C++中可以使用lock()函数对多个锁进行加锁。另外，在C++中应该使用RAII管理锁资源，保证在异常发生时依然可以释放锁。

　　条件变量经常用于同步多个线程，保证数据流的逻辑正确。值得注意的是，在C++中条件变量可能会发生假醒，所以在唤醒之后，还需要检查所需数据是否已经真正达到所需状态。对条件变量的wait()操作必须使用互斥锁保护，而唤醒操作不需要。

　　通常会使用lock_guard来管理锁，初始化时锁定，销毁时解锁。也可以使用unique_lock来管理锁，unique_lock可以控制锁定和解锁，销毁时判断拥有的锁是否锁定，如果是，则解锁。条件变量condition_variable因为会在中途解锁上锁，所以需要配合unique_lock而不能使用lock_guard。