最近在读陈硕的moduo网络库的书，记录总结一些东西。

这章内容比较散，主要介绍多线程系统编程需要理解的一些知识点。看完的整个感受就是可以直接看最后的总结就行了，中间有些内容不是非常能理解的透彻。

基本线程原语

基本线程原语只需要三样东西：thread、mutex、condition。

1. thread的创建与销毁
2. mutex的创建、销毁、加锁、解锁
3. condition_variable的创建、销毁、通知、广播、等待

有了这三样的东西，可以完成任何多线程编程任务。通常，不会直接使用thread和condition_variable，取而代之的是，高级的编程构建，比如线程池，比如之前提到过的CountDownLatch用于主线程和其他线程之间的同步。

C++系统库的线程安全性

这一节中的内容有些东西我还没能够完全理解，现下只记录下一些可理解的内容。以后回过头来再看看。

C++的标准库容器和std::string都不是线程安全的，只有std::allocator保证是线程安全的。一方面的原因是为了避免不必要的性能开销，另一方面的原因是单个成员函数的线程安全并不具备可组合性。

C++标准库中的绝大多数泛型算法是线程安全的，因为这些都是无状态纯函数。只要输入区间是线程安全的，那么泛型算法就是线程安全的。

 

Linux上的线程标识

linux上的线程标识不适合使用pthread_t，原因很多，详情见书。取而代之，使用的是gettid(2)系统调用，其优势书中也写的很清楚。

为了避免效率问题，使用__thread关键字做了缓存，避免每次获取线程id时都需要执行一次系统调用。

线程的创建与销毁的守则

线程的创建

线程的创建需要遵循以下几个原则：

1. 程序库不应该在未提前告知的情况下创建自己的背景线程
2. 尽量用相同的方式创建线程
3. 在进入main()函数之前不应该启动线程
4. 程序中线程的创建最好能在初始化阶段全部完成，不要为了每个计算任务或者每个网络连接去实时创建线程

以上四点都比较直观，也很容器理解。

针对第一点，如果程序库需要使用背景线程，那么最好让使用者在初始化库时传入线程池或者event loop对象，这样做是为了方便统筹线程的数目和用途，避免低优先级程序的任务独占某个线程。如果程序库在未告知的情况下使用了额外线程，那么会使得我们在规划线程资源的时候漏算一部分，甚至可能使得关键任务的计算资源无法达到性能指标。

针对第二点，统一的方式创建线程，可以方便的监控活动线程的数目。

针对第三点，main函数之前会完成全局对象的构造，各个编译单元之间的对象构造顺序是不确定的，有可能线程创建的时候，所使用全局对象还未构造，导致难以debug的错误

针对第四点，如果为了每个计算任务或者每个网络连接去实时创建线程，那么在负载急剧增加的的时候，可能会使得机器失去正常响应，导致我们无法探查到出了什么问题。

线程的销毁

线程正常退出的唯一方式就是自然死亡，任何从外部强行终止线程的做法和想法都是不合适的。强行终止线程，那么线程就么有机会清理资源，也没有机会释放已经持有的锁。

如果一定要强行终止计算任务，那么可以在计算期间性的检查某个全局标识。如果一定要强行终止某个耗时很长的任务，那么考虑把该任务独立出来作为一个进程，杀死一个进程比杀死一个进程中的线程要安全的多。

如果可以做到线程的创建在初始化阶段全部完成，那么线程不必要销毁，伴随进程一直运行，避免资源释放、线程对象生命期管理等各种问题。

__thread关键字

__thread变量存取效率可以去全局变量相比，__thread变量是每个线程有一份独立实体，各个线程的变量值互不干扰。

书中有句话，我现在还没办法特别能理解，先留着，之后再回顾

除了这个主要用途，它还可以修饰那些“值可能会变，带有全局性，但是又不值得用全局锁保护”的变量。

多线程与IO

多个线程同时操作同一个文件描述符（读写）会带来很多问题，所以通常我们遵循的原则是，每个文件描述符只由一个线程操作，以解决消息收发的顺序性问题。

用RAII包装文件描述符

Linux文件描述符，刚刚启动时，0是标准输入，1是标准输出，2是标准错误。之后如果新开一个文件，其描述符就都会是3，因为POSIX标准要求每次新开文件都必须使用当前最小可用的文件描述符号码。这导致稍不注意就可能造成串话，因为可能前后时刻出出现同一个文件描述符。

主要解决方法就是RAII。比如说，用Socket对象包装文件描述符即可，所有读写通过该对象来操作，析构函数关闭文件描述符。即Socket对象村花，那么文件描述符则存在。

多线程与fork()

多线程程序一般不允许调用fork()，因为Linux的fork()只会克隆当前线程。所以...很危险

总结

1. 线程数目的规划和CPU数目有关，和负载无关。
2. 一个程序最好在一开始创建好所有需要的线程，并且反复使用，避免反复创建、销毁。
3. 线程规划上，每个线程应该明确各自的职责，管IO的管IO，管计算的搞个线程池
4. 线程之间的交互尽量简洁，最好只用消息传递（如BlockingQueue）。如果必须用锁，那么最好避免一个线程同时持有多把锁，以彻底防止死锁
5. 预先考虑清楚被暴露给其他线程的对象的读写状况