1.线程互斥

1.1进程线程间的互斥背景概念

1.2什么是锁

当多个线程并发操作共享变量时，容易带来一些问题：

为什么会引发这种问题呢？：

1.2.1认识锁，理解锁

通过上面的问题，我们引入锁的概念：

锁的使用如下：

感性理解锁：

锁的原理：

C++也提供了锁的接口，可以自行查看

2.线程同步

同步：在保证数据安全的前提下，让线程能够按照某种特定的顺序访问临界资源，从而有效避免饥饿问题，叫做同步

我们先感性理解线程同步：

2.1条件变量

感性理解条件变量：

了解了条件变量，那么条件变量该如何使用呢？：

我们通过代码来展示条件变量实现的线程同步操作：

2.2生产和消费模型

2.3基于阻塞队列(blockqueue)的生产消费模型

什么是阻塞队列：

2.3.1单生产，单消费的阻塞队列模拟实现

完整代码实现，上面没有debug，下面的debug了：

2.3.2多生产，多消费的阻塞队列模拟实现

多生产，多消费的代码和单生产，单消费的相同，因为无论是多少生产者或消费者，都只有一个线程能够进入临界区域！

2.4生产消费模型好处补充

3.POSIX信号量

和System V类似，POSIX只是一种标准。

3.1什么是POSIX信号量

3.2基于唤醒队列的生产消费模型概念

3.3信号量接口的认识和信号量的封装

3.4基于环形队列的生产消费模型的模拟实现

3.4.1单生产，单消费

3.4.2多生产，多消费

多生产，多消费的模拟实现就和单生产，单消费的模拟实现有所不同。
因为单生产消费只需要维护生产者和消费者之间的互斥和同步关系，使用信号量完全可以实现。
而多生产消费还需要维护生产者之间的互斥关系，以及消费者之间的互斥关系，所以这里需要两把锁来维护：

进一步理解信号量：
1.信号量把对临界资源是否存在，是否就绪，以原子性的形式，在需要访问临界资源之前就做出判断了
2.如果资源可以拆分，比如数组，那么可以考虑使用sem
如果资源不可拆分，比如阻塞队列，就使用mutex

4.日志与线程池

什么是线程池？：

然而线程池每天的运行结果我们想要实时查看，就需要用到日志记录

4.1日志

4.1.1日志的基本概念

那么这样的日志该如何实现呢？：

4.1.2日志的实现

完整代码如下：

4.2线程池

4.2.1线程池的实现

4.2.1.1普通版本的线程池实现

全部代码如下：

4.2.1.2单例模式 && 饿汉 && 懒汉方式

饿汉方式和懒汉方式的不同：
我们将使用懒汉方式实现线程池，而懒汉方式被使用的次数更多。
因为我们并不能确定什么时候需要使用到类对象，如果类对象很大，提前被创建，那么在不使用的这段时间内，类对象占用的空间也不能被其它对象使用，会造成资源的浪费。
操作系统也有很多懒汉方式的应用：
当我们malloc时，并不会直接申请物理内存，而是先申请虚拟内存。当我们需要使用物理内存时，才通过缺页中断的方式，申请物理内存。

4.2.1.3单例式线程池的实现

那么我们如何保证只创建一个对象呢？：

5.线程安全与重入问题

6.死锁问题

6.1什么是死锁

6.2死锁的必要条件

知道什么是死锁，那么就需要解决死锁。只有知道了死锁的生成条件，那么破坏其中任意一个条件，就会让死锁问题解决：

6.3避免死锁

知道了死锁的必要条件，破坏任意一个条件就可以避免死锁：

7.STL、智能指针和线程安全问题

1.STL中的容器不是线程安全的，因为STL的设计初衷就是将性能挖掘到极致，如果加锁就必然会破坏性能问题。而且对于不同的容器，加锁的方式也会不同
2.智能指针是否是线程安全的？：1/对于unique_ptr，由于只是在当前代码块范围内生效，所以不涉及线程安全问题 2/对于shared_ptr，使用了引用计数，但是标准库实现时考虑了这个问题，将引用计数设置为原子操作
3.也有很多其他的锁：悲观锁和乐观锁(了解即可)：