并發(fā)編程
三種構(gòu)造并發(fā)程序的方式：
基于進(jìn)程的并發(fā)編程、基于IO多路復(fù)用的并發(fā)編程、基于線程的并發(fā)編程
1、 基于進(jìn)程的并發(fā)編程
Fork、exec waitpid 構(gòu)造進(jìn)程。
并發(fā)服務(wù)器：父進(jìn)程中接受客戶端連接請求，創(chuàng)建一個(gè)子進(jìn)程為每個(gè)新客戶端提供服務(wù)。
服務(wù)器接受了客戶端1的連接請求，當(dāng)前服務(wù)器擁有connfd（4） 和 listenfd（3）兩個(gè)描述符，客戶端有clientfd一個(gè)描述符。接受連接請求后，服務(wù)器派生一個(gè)子進(jìn)程，該子進(jìn)程獲得服務(wù)器描述符表的完整拷貝。子進(jìn)程關(guān)閉監(jiān)聽描述符，父進(jìn)程關(guān)閉已連接描述符4，不再需要這些描述符。子進(jìn)程忙于為客戶端提供服務(wù)，父子進(jìn)程已連接描述符都指向同一文件表表項(xiàng)，父進(jìn)程關(guān)閉已連接描述符，否則將永遠(yuǎn)不會(huì)釋放已連接描述符4的文件表?xiàng)l目，可能會(huì)引起存儲器泄露，耗盡可用的存儲器，使系統(tǒng)崩潰。因?yàn)樘捉幼值奈募肀眄?xiàng)中的引用計(jì)數(shù)，直到父子進(jìn)程的connfd都關(guān)閉了，到客戶端的連接才會(huì)終止。
優(yōu)點(diǎn)：簡單
缺點(diǎn)：進(jìn)程間通信代價(jià)大，進(jìn)程之間共享文件表。但不共享用戶地址空間，獨(dú)立地址空間使得進(jìn)程共享狀態(tài)信息困難。必須顯示IPC進(jìn)行進(jìn)程間通信，進(jìn)程控制和IPC開銷很高。Waitpid unix信號量 套接字接口 unixIPC（管道 先進(jìn)先出 系統(tǒng)V共享存儲器 系統(tǒng)V信號量）
2、 基于IO多路復(fù)用的并發(fā)編程
使用select函數(shù)處理描述符集合，要求內(nèi)核掛起進(jìn)程，只有在一個(gè)或多個(gè)IO事件發(fā)生后，才將控制返回給應(yīng)用程序。
Select函數(shù)一直阻塞直到讀描述符集合中至少有一個(gè)準(zhǔn)備好可以讀了，當(dāng)且僅當(dāng)一個(gè)從該描述符讀取一個(gè)字節(jié)的請求不會(huì)阻塞時(shí)，該描述符準(zhǔn)備好可以讀了。
IO多路復(fù)用可以作為并發(fā)事件驅(qū)動(dòng)程序的基礎(chǔ)。將邏輯流模型化為狀態(tài)機(jī)。一個(gè)狀態(tài)機(jī)是由一組狀態(tài)、輸入事件和轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移是將輸入事件和狀態(tài)映射到狀態(tài)。每個(gè)轉(zhuǎn)移都將一個(gè)（輸入狀態(tài)、輸入事件）對映射到一個(gè)輸出狀態(tài)。自循環(huán)是同一輸入輸出狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移。狀態(tài)機(jī)可以化成有向圖。一個(gè)狀態(tài)機(jī)從某種初始狀態(tài)開始執(zhí)行，每個(gè)輸入事件都會(huì)引發(fā)一個(gè)從當(dāng)前狀態(tài)到下一個(gè)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移。
每個(gè)新客戶端k，基于io多路復(fù)用的并發(fā)服務(wù)器會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的狀態(tài)機(jī)Sk,將它和已連接描述符Dk聯(lián)系起來。每個(gè)狀態(tài)機(jī)Sk有一個(gè)狀態(tài)（“等待描述符Dk準(zhǔn)備好可讀”）、輸入事件（“描述符Dk準(zhǔn)備好可讀”）和一個(gè)轉(zhuǎn)移（“從描述符Dk讀一個(gè)文本行”）
服務(wù)器使用IO多路復(fù)用，借助select函數(shù)檢測輸入事件的發(fā)生。當(dāng)每個(gè)已連接描述符準(zhǔn)備好可讀時(shí)，服務(wù)器就為相應(yīng)的狀態(tài)機(jī)執(zhí)行轉(zhuǎn)移。
優(yōu)點(diǎn)：單一進(jìn)程上下文，流之間共享數(shù)據(jù)容易。
缺點(diǎn)：編碼復(fù)雜、不能充分利用多核處理器
3、 基于線程的并發(fā)編程
運(yùn)行在進(jìn)程上下文的邏輯流，一個(gè)進(jìn)程同時(shí)運(yùn)行多個(gè)線程，線程由內(nèi)核調(diào)度，每個(gè)線程都有自己的線程上下文（thread context），一個(gè)唯一的整數(shù)線程ID、棧、棧指針、程序計(jì)數(shù)器、通用目的寄存器和條件碼。一個(gè)進(jìn)程內(nèi)的運(yùn)行線程共享該進(jìn)程的用戶虛擬地址空間。同進(jìn)程一樣，內(nèi)核自動(dòng)調(diào)度線程，通過一個(gè)整數(shù)ID識別線程。同IO多路復(fù)用，多個(gè)線程運(yùn)行在單一進(jìn)程的上下文中，以共享該進(jìn)程整個(gè)虛擬地址空間的整個(gè)內(nèi)容-代碼、數(shù)據(jù)、堆、共享庫和打開的文件。
每個(gè)進(jìn)程開始聲明周期都是單一線程，主線程（main tread），某一時(shí)刻主線程創(chuàng)建對等線程，兩個(gè)線程并發(fā)運(yùn)行，控制可以通過上下文切換傳遞到對等線程。
線程的上下文比進(jìn)程的上下文小得多，切換也會(huì)更快。線程沒有進(jìn)程那種嚴(yán)格的父子關(guān)系。和一個(gè)進(jìn)程相關(guān)的線程組成一個(gè)線程池，獨(dú)立于其他進(jìn)程的線程。主線程和其他線程的唯一區(qū)別就是進(jìn)程中第一個(gè)運(yùn)行的線程，線程池中，一個(gè)線程可以殺死任何對等線程，每個(gè)對等線程都能讀寫相同的共享數(shù)據(jù)。
信號量同步線程 實(shí)現(xiàn)互斥 調(diào)度共享資源
線程安全：不保護(hù)共享變量的函數(shù)、保持跨越多個(gè)調(diào)用的狀態(tài)的函數(shù)、返回指向靜態(tài)變量的指針的函數(shù)、調(diào)用線程不安全函數(shù)的函數(shù)
因?yàn)榫€程運(yùn)行在同一進(jìn)程中，共享相同的描述符表，無論多少線程使用該描述符表，已連接描述符表的引用計(jì)數(shù)都等于1，使用結(jié)束后，一個(gè)close函數(shù)足以釋放與這個(gè)已連接描述符相關(guān)的存儲器資源了。
