1.线程安全

概念

在多线程程序中，涉及到了对共享资源的操作，则有可能导致数据的二义性，而线程安全指的是，就算对共享资源进行操作也不会导致数据二义。

总结：多线程中对共享资源的操作不会出现问题。

实现：同步与互斥

同步：通过条件控制，让多执行对资源的获取更加合理

同步的实现：条件变量；信号量；

互斥：通过同一时间执行流对资源访问的唯一性，保证访问安全

互斥的实现：互斥锁；

2.互斥

（下面是互斥锁原理）

互斥锁实现互斥：实现对共享资源的唯一访问

本质：就是一个0、1的计数器，通过0/1标记资源的访问状态（0表示不可访问；1表示可访问）

在访问资源之前进行加锁操作（通过状态判断是否可访问，不可访问则阻塞）

在访问资源之后进行解锁操作（将资源状态置为可访问状态，唤醒其他阻塞的线程）

另一个理解：访问之前加锁（获取锁资源-获取不到就阻塞），访问资源完毕解锁（归还锁资源）

多个线程想要实现互斥，必须访问同一个锁，也就意味着锁是一个共享资源

互斥锁操作本身必须是安全的：

（下面是互斥锁本身是安全的原理，不要与上面混淆）

这个时候有个指令exchange，功能为交换cpu指定寄存器与内存的数据

互斥锁的操作：

1. 先将指定寄存器中的值修改为0

2. 将寄存器与内存中的数据进行互换

3. 判断是否符合获取锁的条件或者说判断是否能够加锁

置换操作是一条指令完成的，不可被打断

因为在置换之前，把寄存器的值设置为0了，因此置换之后内存中互斥锁的值就是0；这样就保证了，不管我能不能加锁，至少在我之后的肯定加不了锁

if(寄存器数据 == 1)
    return
else
    阻塞

接口

代码演示

1. 多线程中共享资源的访问如果不加锁会出现什么问题

黄牛抢票例子：有个火车站抢票系统，用全局变量ticket保存票数，4个黄牛抢票

因为判断有无票和抢票过程不是原子性，不是一次完成的，中间可能被打断其他的线程也强到了

解决方案：将判断有无票与抢票过程保护起来，中间不能被打断

部分代码，程序为xshell中 xianchen.c

2. 如何使用互斥锁来保护临界区（共享资源的访问过程）

//概念：共享资源/临界资源；临界区-访问共享资源的这部分代码

死锁

预防死锁：破坏死锁产生的必要条件

1和2是互斥锁的要义所在，无法破坏

具体操作代码的时候要多注意：

1. 多个线程间加锁顺序保持一致--尽可能预防环路产生的条件

2. 采用非阻塞加锁，如果加不上锁，则把已经加锁成功的释放掉--破坏请求与保持条件

避免死锁：具体采取的解决方案

1. 银行家算法

2. 死锁检测算法

3.同步

通过条件控制让多线程对资源的获取更加合理

互斥只能保证安全，不能保证合理

同步主要是保证合理，不一定保证安全

资源获取的合理：通常指的是有资源才能处理，没资源就阻塞，等有资源了再被唤醒再处理

条件变量：提供了一个pcb等待队列以及阻塞和唤醒线程的接口

思想：如果一个线程不满足获取资源的条件，则通过阻塞接口阻塞线程

一个线程促使资源获取的条件满足了，则通过唤醒接口唤醒线程

注意：条件变量本身并不知道什么时候该阻塞，什么时候该唤醒，他只是提供接口

条件变量和互斥锁是搭配使用的

举例：：

这时候形成新的死锁--卡住的--

解决方案：阻塞这一步的解锁和陷入休眠必须是原子操作（一步完成，不被打断）

操作接口

因条件的判断不能使用if语句，而是使用while语句，但是使用while语局程序卡死