C++面向对象多线程学习笔记_实现并发的最后思考

可以分解成并发执行进程的应用程序或可以分解成并发执行线程的进程为软件开发者带来了设计、实现和测试上的特殊问题。五种最常见的缺陷为:竞争条件(数据竞争);无限延迟;资源死锁(deadlock或deadly embrace);规划交错锁定(gridlock)(即优先权倒置);脆弱架构。

许多现代OS提供了可以在应用中实现并发的API,这些API包括能够在线程间广播通信的时间耗尽参数以及条件变量的互斥量。现代OS提供的线程处理以及互斥量API的特征使得程序员和软件开发者在迎接并发编程挑战的道路上又向前迈进了一步。

通过良好架构即使用C++组件和面向对象技术来构建多线程架构,使用封装为临界区提供保护,为提供线程处理和同步化的操作系统API提供面向对象接口,使用封装和接口类等为异步、并行以及并发编程添加了一道新的防线。

应用程序中的临界区应当封装在一个类中,每个类应该通过继承或复合包含保护临界区必需的必要同步对象。而且,互斥量的锁定和取消锁定应该由类的成员函数自动完成。

当面向对象发挥作用时,对数据的所有访问都通过对象成员函数(也称做方法)来调控。对象成员函数充当用户与对象所包含数据之间的接口。建议将同步化线程和保护临界区的责任由用户身上转移到对象的提供者身上。建议按对象成员函数决定外界如何、何时以及访问哪一部分数据的相同方式,让对象的成员函数也决定在多线程环境中访问数据的方式。一旦可以在多线程环境中访问对象的数据,就有可能产生竞争条件。这也是为什么将同步化工作从对象外部移到对象内部的原因。

使用接口类为非面向对象函数和数据提供面向对象接口。使用接口类为POSIX线程API、Win32API以及OS/2线程API提供面向对象接口实例类。另外通过提供适配STL接口的接口类,我们可以改进STL容器和算法,使它们在多线程环境中更安全。

我们的目标是处理非线程安全的每个数据组件及函数或过程,并将组件封装在一个类中。一旦将组件封装在类中,我们就可以用面向对象互斥量和面向对象条件变量围绕对组件的所有访问。

在解决竞争条件、无限延迟以及死锁问题的过程中应用了两个基本思想。

1. 使用面向对象基石的增量多线程处理;

2. 选择能自然适应于多个线程的架构。

设计和实现多线程应用程序的有效途径应该是以选择能自然适合于并行化的架构为起点。这些架构应该具有隐式或显式的内在并行性,满足这些标准的常用架构有如下3种:

1. 客户机/服务器;

2. 事件/驱动;

3. 黑板。

挑选出能自然适应并发的架构,与试图在实际中最好实现为单个线程应用程序的应用架构中强加多个线程相比,前者更理想。我们的目标是结合支持并发架构的选择与增量多线程处理技术及面向对象编程技术来得到多线程面向对象架构的思想。

推荐程序员实现并发的途径应该摒弃以过程为中心的技术(procedure-centered technique),而应该选择以数据为中心的技术(data-centered technique),因为让我们陷入麻烦的正是临界区。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 205,386评论 6 479
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 87,939评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 151,851评论 0 341
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,953评论 1 278
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,971评论 5 369
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,784评论 1 283
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,126评论 3 399
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,765评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 43,148评论 1 300
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,744评论 2 323
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,858评论 1 333
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,479评论 4 322
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,080评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,053评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,278评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,245评论 2 352
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,590评论 2 343

推荐阅读更多精彩内容