1.線程互斥

1.1進程線程間的互斥背景概念

1.2什么是鎖

當多個線程并發操作共享變量時，容易帶來一些問題：

為什么會引發這種問題呢？：

1.2.1認識鎖，理解鎖

通過上面的問題，我們引入鎖的概念：

鎖的使用如下：

感性理解鎖：

鎖的原理：

C++也提供了鎖的接口，可以自行查看

2.線程同步

同步：在保證數據安全的前提下，讓線程能夠按照某種特定的順序訪問臨界資源，從而有效避免饑餓問題，叫做同步

我們先感性理解線程同步：

2.1條件變量

感性理解條件變量：

了解了條件變量，那么條件變量該如何使用呢？：

我們通過代碼來展示條件變量實現的線程同步操作：

2.2生產和消費模型

2.3基于阻塞隊列(blockqueue)的生產消費模型

什么是阻塞隊列：

2.3.1單生產，單消費的阻塞隊列模擬實現

完整代碼實現，上面沒有debug，下面的debug了：

2.3.2多生產，多消費的阻塞隊列模擬實現

多生產，多消費的代碼和單生產，單消費的相同，因為無論是多少生產者或消費者，都只有一個線程能夠進入臨界區域！

2.4生產消費模型好處補充

3.POSIX信號量

和System V類似，POSIX只是一種標準。

3.1什么是POSIX信號量

3.2基于喚醒隊列的生產消費模型概念

3.3信號量接口的認識和信號量的封裝

3.4基于環形隊列的生產消費模型的模擬實現

3.4.1單生產，單消費

3.4.2多生產，多消費

多生產，多消費的模擬實現就和單生產，單消費的模擬實現有所不同。
因為單生產消費只需要維護生產者和消費者之間的互斥和同步關系，使用信號量完全可以實現。
而多生產消費還需要維護生產者之間的互斥關系，以及消費者之間的互斥關系，所以這里需要兩把鎖來維護：

進一步理解信號量：
1.信號量把對臨界資源是否存在，是否就緒，以原子性的形式，在需要訪問臨界資源之前就做出判斷了
2.如果資源可以拆分，比如數組，那么可以考慮使用sem
如果資源不可拆分，比如阻塞隊列，就使用mutex

4.日志與線程池

什么是線程池？：

然而線程池每天的運行結果我們想要實時查看，就需要用到日志記錄

4.1日志

4.1.1日志的基本概念

那么這樣的日志該如何實現呢？：

4.1.2日志的實現

完整代碼如下：

4.2線程池

4.2.1線程池的實現

4.2.1.1普通版本的線程池實現

全部代碼如下：

4.2.1.2單例模式 && 餓漢 && 懶漢方式

餓漢方式和懶漢方式的不同：
我們將使用懶漢方式實現線程池，而懶漢方式被使用的次數更多。
因為我們并不能確定什么時候需要使用到類對象，如果類對象很大，提前被創建，那么在不使用的這段時間內，類對象占用的空間也不能被其它對象使用，會造成資源的浪費。
操作系統也有很多懶漢方式的應用：
當我們malloc時，并不會直接申請物理內存，而是先申請虛擬內存。當我們需要使用物理內存時，才通過缺頁中斷的方式，申請物理內存。

4.2.1.3單例式線程池的實現

那么我們如何保證只創建一個對象呢？：

5.線程安全與重入問題

6.死鎖問題

6.1什么是死鎖

6.2死鎖的必要條件

知道什么是死鎖，那么就需要解決死鎖。只有知道了死鎖的生成條件，那么破壞其中任意一個條件，就會讓死鎖問題解決：

6.3避免死鎖

知道了死鎖的必要條件，破壞任意一個條件就可以避免死鎖：

7.STL、智能指針和線程安全問題

1.STL中的容器不是線程安全的，因為STL的設計初衷就是將性能挖掘到極致，如果加鎖就必然會破壞性能問題。而且對于不同的容器，加鎖的方式也會不同
2.智能指針是否是線程安全的？：1/對于unique_ptr，由于只是在當前代碼塊范圍內生效，所以不涉及線程安全問題 2/對于shared_ptr，使用了引用計數，但是標準庫實現時考慮了這個問題，將引用計數設置為原子操作
3.也有很多其他的鎖：悲觀鎖和樂觀鎖(了解即可)：