豌豆

关于 C++ 多线程编程一的些基本知识可以参考本博客的《C++11/14 新特性(多线程)》 ，《Unix线程基础》。本章不是多线程编程教程，而是个人经验的一些总结。这些经验有一些可能是不正确的，希望在今后的编程中实践、改进。

线程同步的四项基本原则：

1. 最低限度地共享对象。对象尽量不要暴露给别的线程，如果需要暴露，优先考虑 immutable对象。否则尽量使用同步措施来充分地保护它
2. 尽量使用高级地并发编程构件，如 任务队列、生产者消费者模式等
3. 只用非递归的互斥器和条件变量，慎用读写锁，尽量少用信号量
4. 除了使用 atomic 整数外，不要自己编写 lock-free 代码，也不要用"内核级"同步原语

互斥器 Mutex

mutex 是最常用的同步原语，它保护一个临界区，任何时候最多只能有一个线程能够访问 mutex 保护的域。使用 mutex 主要是为了保护共享数据。一般原则有：

• 使用 RAII手法封装 mutex 的创建、销毁、加锁、解锁操作，充分保证锁的有效期等于其作用域，而不会因为中途返回或异常而忘记解锁。这类似于 Java 的synchronized 或 C# 的 using 语句。
• 使用非递归的 mutex
• 尽量不要人为地调用 lock() 和 unlock()函数，将这些操作交给栈上的 guard 对象，利用其构造与析构函数。
• 不要跨线程地加解锁，避免在不同的函数中分别加锁\解锁，避免在不同的语句分支中加锁\解锁
• 每当构造 guard 对象时，需要考虑栈上已有的锁，防止因加锁顺序不同而导致死锁
• 避免跨进程的 mutex, 进程间通讯尽量使用 TCP sockets

只使用非递归地 mutex

mutex 可分为递归(recursive)与非递归(non-recursive)两种，也叫做可重入(reentrant)与非可重入(non-reentrant)。它们的区别就是，同一线程可以重复地对 recursive mutex 加锁，而不能重复对 non-recursive mutex 加锁。在同一个线程中多次对 non-recursive mutex 加锁会立刻导致死锁或程序崩溃。
它们的性能相近。其实 recursive mutex 会稍快一些(因为少了一个计数器)，且它用进来更方便。也正是因为它方便，所以会隐藏一些问题。一个例子：

这个程序看起来是正确的。然而，当 do_sth() 函数中间接调用了 post()函数，程序将会死锁。如果将 mu 对象的类型改为std::recursive_mutex， 则 可能 导致迭代器失效，进而引发 crash。这个时候只需要打印出线程信息，就可以排查出错误。
要解决间接调用的问题，可以将 post() 分为两个版本，分别为 post() 与 post_without_lock():

条件变量 condition_variable

mutex 是加锁原语，用来排它性地访问共享数据。condition_variable 是等待原语。其含义是一个或多个线程 p 阻塞地等待某个变量 c，一但 c 满足条件，线程 p 将被唤醒。条件变量的正确使用方式：

1. 必须与 mutex 配合使用, mutex 用于保护一个布尔表达式 expr
2. mutex 加锁后才可以调用 wait()
3. expr 的判断和 wait 需要放到 while 循环中

这里不可以使用 if 来替代 while,因为可能出现 spurious_wakeup  ：参考1，  参考2

 

===待续===