多线程同步:Pthreads 实战指南
1. 代码可移植性与临界区保护
在编写应用程序时,代码在不同(CPU)架构间的可移植性至关重要。以简单的g++操作代码为例,编译器生成的代码有时具有原子性,有时则不具备,这取决于 CPU 的指令集架构(ISA)、编译器以及编译时的优化级别等因素。因此,安全的做法是,只要存在临界区,就使用锁或其他方式对其进行保护。
2. 脏读问题
许多新手程序员会错误地认为,只有修改共享资源(如全局数据结构)的代码才是临界区,需要加锁保护;而仅仅遍历全局链表、只进行读取操作的代码不是临界区,无需保护,还能提高性能。但实际上,这是一个临界区。因为在代码遍历全局链表时,如果没有加锁或进行其他同步操作,其他写线程可能正在修改该数据结构,这就可能导致读取到陈旧或不完整的不一致数据,即脏读问题。
以下情况需要特别注意临界区的判断:
- 若代码访问可写的共享资源且存在并行执行的可能,那么这就是一个临界区,需要进行保护。
- 若代码有并行性,但仅处理局部变量,则无需担心,这不是临界区,因为每个线程都有自己的私有栈,可安全使用局部变量。
- 若全局变量被标记为const,通常可以安全读取,因为它是只读的。但需注意,在 C 语言中,const关键字并不保证变量的值绝对不变,若其他指针能通过宏访问该数据,数据仍可能被修改。
3. 锁的使用与学习曲线
正确使用锁有一定的学习难度,开发者需要:
- 识别临界区,明确加锁的必要性。
- 学习并遵循良好的锁设计准则。 <