互斥锁(mutex,互斥量)
互斥锁是用于控制多个线程对他们之间共享资源互斥访问的一个信号量。
互斥锁属于sleep-waiting类型的锁。例如在一个双核的机器上有两个线程A和B,它们分别运行在core 0和core 1上。假设线程A想要通过pthread_mutex_lock操作去得到一个临界区的锁,而此时这个锁正被线程B所持有,那么线程A就会被阻塞,此时会通过上下文切换将线程A置于等待队列中,此时core 0就可以运行其他的任务(如线程C)。
条件锁(cond,条件变量)
条件锁就是所谓的条件变量,某一个线程因为某个条件为满足时可以使用条件变量使改程序处于阻塞状态。一旦条件满足以“信号量”的方式唤醒一个因为该条件而被阻塞的线程。最为常见就是在线程池中,起初没有任务时任务队列为空,此时线程池中的线程因为“任务队列为空”这个条件处于阻塞状态。一旦有任务进来,就会以信号量的方式唤醒一个线程来处理这个任务,这个过程中就使用到了条件变量。
互斥锁实现的是线程的互斥,条件锁实现的是线程的同步。
自旋锁(spin)
自旋锁属于busy-waiting类型的锁,当线程A请求自旋锁,如果自旋锁已经被线程B所持有,那么线程A就会一直在core 0上进行忙等待并不停的进行锁请求,检查该自旋锁是否已经被线程B释放,直到得到这个锁为止。因为自旋锁不会引起调用者睡眠,所以自旋锁的效率远高于互斥锁。
读写锁
可以有多个读线程同时获取读的锁,而只有一个线程可以获取写的锁。读锁和写锁互斥,写锁和写锁互斥。
进程间通信的七种方式
进程间通信的7种方式
管道(Pipe):管道是一种半双工的通信方式,数据只能单向流动,而且只能在具有亲缘关系的进程间使用,允许一个进程和另一个与它有共同祖先的进程之间进行通信。
命名管道(named pipe):也是半双工的通信方式,除具有管道所具有的功能外,它还允许无亲缘关系进程间的通信。命名管道在文件系统中有对应的文件名。命名管道通过命令mkfifo或系统调用mkfifo来创建。
信号(Signal):信号是一种比较复杂的通信方式,用于通知接收进程某个事件已经发生。是Unix系统中使用的最古老的进程间通信的方法之一。操作系统通过信号来通知进程系统中发生了某种预先规定好的事件(一组事件中的一个),它也是用户进程之间通信和同步的一种原始机制。比如Ctrl+C就是一种程序终止(interrupt)信号。
消息(Message)队列:消息队列是消息的链接表,包括Posix消息队列system V消息队列。有足够权限的进程可以向队列中添加消息,被赋予读权限的进程则可以读走队列中的消息。消息队列克服了信号承载信息量少,管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺
共享内存:共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存,这段共享内存由一个进程创建,但多个进程都可以访问,是最快的可用IPC形式。是针对其他通信机制运行效率较低而设计的。往往与其它通信机制,如信号量结合使用,来达到进程间的同步及互斥。
信号量(semaphore):信号量是一个计数器,可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它常作为一种锁机制,防止某进程正在访问共享资源时,其他进程也访问该资源。因此,主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。
套接字(Socket):与其他通信机制不同的是,它可用于不同机器间的进程通信。起初是由Unix系统的BSD分支开发出来的,但现在一般可以移植到其它类Unix系统上:Linux和System V的变种都支持套接字。
const的作用
const的作用
阻止一个变量被改变,可以使用const关键字。在定义该const变量时,通常需要对它进行初始化,因为以后就没有机会再去改变它了;
对指针来说,可以指定指针本身为const(指针常量:int* const p),也可以指定指针所指的数据为const(常量指针:const int* p),或二者同时指定为const(常指针常量:const int* const p);
类的常函数可以访问const和非const的成员变量,但不能修改类的成员变量;
this指针默认是指针常量,所以不能修改this指针的指向。在成员函数后面加const变成常函数,实际是修饰的是this指针,将this指针变成常指针常量,使其不能修改指向的值。
常对象只能调用常函数,非常对象可以调用常函数也可以调用非常函数;
const类型变量必须定义的时候进行初始化,因此也导致如果类的成员变量有const类型的变量,那么该变量必须在类的初始化列表中进行初始化;
const类型变量可以通过类型转换符const_cast将const类型转换为非const类型;
在一个函数声明中,const可以修饰形参,表明它是一个输入参数,在函数内部不能改变其值;
对于函数值传递的情况,因为参数传递是通过复制实参创建一个临时变量传递进函数的,函数内只能改变临时变量,但无法改变实参。则这个时候无论加不加const对实参不会产生任何影响。但是在引用或指针传递函数调用中,因为传进去的是一个引用或指针,这样函数内部可以改变引用或指针所指向的变量,这时const 才是实实在在地保护了实参所指向的变量。因为在编译阶段编译器对调用函数的选择是根据实参进行的,所以,只有引用传递和指针传递可以用是否加const来重载。一个拥有顶层const的形参无法和另一个没有顶层const的形参区分开来。
static的作用和用法
static的用法和作用
隐藏
当同时编译多个文件时,所有未加static前缀的全局变量和函数都具有全局可见性。
加static的全局变量只有本文件内能访问。
保持变量内容的持久
(static变量中的记忆功能和全局生存期)
存储在静态数据区的变量会在程序刚开始运行时就完成初始化,也是唯一的一次初始化。共有两种变量存储在静态存储区:全局变量和static变量,只不过和全局变量比起来,static可以控制变量的可见范围,说到底static还是用来隐藏的。
默认初始化为0
其实全局变量也具备这一属性,因为全局变量也存储在静态数据区。在静态数据区,内存中所有的字节默认值都是0x00,某些时候这一特点可以减少程序员的工作量。
类成员声明为static
- 函数体内static变量的作用范围为该函数体,不同于auto变量,该变量的内存只被分配一次,因此其值在下次调用时仍维持上次的值
- 在模块内的static全局变量可以被模块内所有函数访问,但不能被模块外其它函数访问;
- 在模块内的static函数只可被这一模块内的其它函数调用,这个函数的使用范围被限制在声明它的模块内;
- 在类中的static成员变量属于整个类所拥有,对类的所有对象只有一份拷贝;
- 在类中的static成员函数属于整个类所拥有,这个函数不接收this指针,因而只能访问类的static成员变量。
- static类对象必须要在类外进行初始化,static修饰的变量先于对象存在,所以static修饰的变量要在类外初始化;
- 由于static修饰的类成员属于类,不属于对象,因此static类成员函数是没有this指针的,this指针是指向本对象的指针。正因为没有this指针,所以static类成员函数不能访问非static的类成员,只能访问 static修饰的类成员;
- static成员函数不能被virtual修饰,static成员不属于任何对象或实例,所以加上virtual没有任何实际意义;静态成员函数没有this指针,虚函数的实现是为每一个对象分配一个vptr指针,而vptr是通过this指针调用的,所以不能为virtual;虚函数的调用关系,this->vptr->ctable->virtual function
宏定义和typedef
宏定义和typedef区别
宏主要用于定义常量及书写复杂的内容;typedef主要用于定义类型别名。
宏替换发生在编译阶段之前,属于文本插入替换;typedef是编译的一部分。
宏不检查类型;typedef会检查数据类型。
宏不是语句,不在在最后加分号;typedef是语句,要加分号标识结束。
注意对指针的操作,typedef char * p_char和#define p_char char *区别巨大。
一个经典例子:
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2#define INT int*
INT a,b;这里a的类型是int*,而b的类型是int。
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2typedef int * INT
INT a,b;这里的a,b都是int *类型。