C++并发编程实战（读书笔记）——C++内存模型不好理解；无锁数据结构？但是等待不就是被锁住了吗？？

C++并发编程实战

基本线程管理[编辑]

1. p18 RAII：~thread_guard：if(t.joinable())t.join();
2. p29 std::this_thread::get_id()

在线程间共享数据[编辑]

1. mutex
   1. p36 std::lock_guard l(m); //RAII风格
   2. p45 std::lock可以用时锁住2个或更多的mutex？
   3. p46 让每个线程仅持有一个锁，--> 但是仍然有可能相互等待...
   4. p50 层次锁？
   5. p52 std::unique_lock？？
2. p57 臭名昭著的2次检查锁定模式：data race（～ C++内存模型）
   1. std::call_once(std::once_flag f, std::shared_ptr res);
3. p60 读写mutex：boost::shared_mutex
4. p61 递归锁（略）

同步[编辑]

1. std::condition_variable data_cond;
   1. data_cond.wait( lk, []{return !queue.empty()} );
   2. data_cond.notify_one(); //唤醒一个，注意，上面2句都需要在std::unique_lock的保护范围内（queue是共享变量）
2. p68 threadsafe_queue？
3. 使用future等待一次性事件
   1. std::future result = std::async(doWork); //将在result.get()时阻塞
4. std::packaged_task -> get_future() //高层抽象
5. std::promise*
   1. set_value / get_future
6. std::shared_future*
7. std::chrono::
   1. system_clock, steady_clock, high_resolution_clock
   2. duration
   3. time_point
8. std::timed_mutex：try_lock_for / try_lock_until
9. p91 基于future的parallel_quick_sort
10. p92 spawn_task
    1. typedef std::result_of::type result_type; //?

C++内存模型和原子操作[编辑]

1. std::atomic_flag f = ATOMIC_FLAG_INIT;
   1. lock: while(f.test_and_set(std::memory_order_acquire)); //可以运行时切换std::memory_order_*参数到底是个什么鬼？？
   2. unlock: fl.clear(std::memory_order_release);
2. 更通用的std::atomic
   1. b.compare_exchange_weak(expected_value, memory_order_acq_rel, memory_order_acquire); //?
3. std::atomic上的操作
   1. p108 p.fetch_add(3, std::memory_order_release);
4. std::atomic
   1. UDT必须有平凡的拷贝赋值（且必须是编译器默认生成的，POD？）、必须是按位相等可比较的
5. 原子操作函数*
6. p114 happens-before和synchronizes_with
7. p116 6种内存顺序：
   1. 代表了3种模型：
      1. 顺序一致（最容易理解的，但在多处理器但弱顺序机器上有性能问题）
      2. 非顺序一致：*
         1. ？唯一的要求是所有的线程对每个独立变量的修改顺序达成一致（“达成一致”指的是什么意思？？？）
      3. 松弛：原子类型上但操作不参与synchronizes_with关系，单线程中的同一个变量的操作仍然服从happens-before关系
      4. p124 获得-释放：靠，仍然有点费解
      5. 获取-释放顺序传递性同步*
      6. p130 memory_order_consume：数据依赖（？）
8. p133 释放序列和synchronizes_with **
9. 内存屏障
   1. p137 用原子操作排序非原子操作*

基于锁的并发数据结构[编辑]

1. p162 设计一个细粒度的map数据结构
   1. RB-tree（std::map）从访问根节点开始，... 尽管线程沿着树往下移动的时候会释放这个锁 ...
   2. 已排序数组
   3. hashmap：可以在每个桶上有一个独立的锁
2. p165 编写一个使用锁的线程安全链表
   1. 基本思想是每个节点使用一个mutex（细粒度锁）... ？如果要修改相邻的2个节点，需要同时上锁吧？
   2. 可以参考Linux Kernel里的list实现...

设计无锁并发数据结构[编辑]

1. p174 无锁的线程安全栈*
   1. 不是无等待的！（线程死循环忙等不就相当于被“锁住”了吗？）
   2. p178 管理内存（防止泄露）：你想释放一个节点，但必须确保没有别的线程引用时才能这么做，... 这从根本上意味着需要为节点写一个专用GC
   3. p182 用风险指针（hazard pointers）检测不能回收的节点 *
   4. p189 使用引用计数检测节点 *
   5. p194 将内存模型应用至无锁栈 *
2. p198 无锁队列
3. 编写无锁数据结构的准则
   1. p210 使用std::memory_order_seq_cst
   2. 使用无锁内存回收模式
   3. 当心ABA问题
   4. 识别忙于等待的循环及辅助其他线程

设计并发代码[编辑]

1. p219 以任务类型划分工作
2. p221 划分线程间的任务队列（管道）
3. 影响性能的因素
   1. p223 数据竞争和缓存乒乓
   2. 假共享（CPU的片内cache line）
4. 额外考虑
   1. p230 并行算法中的异常安全 *
5. 在实践中设计并发代码：STL算法的并行实现 **
   1. std::for_each
   2. std::find
   3. std::partial_sum

高级线程管理[编辑]

1. 线程池
2. 中断线程（这里的思想似乎来自于Java interrupt()？）

多线程应用的测试与调试[编辑]

1. 不必要的阻塞：死锁、活锁、IO阻塞
2. 竞争条件
3. 多线程测试
   1. ps：Google Android上的Address Sanitizer (ASAN)工具？

附录A C++部分语言特性简明参考[编辑]

附录B 并发类库对比[编辑]

附录C 消息传递框架与完整的ATM示例[编辑]

附录D C++线程类库参考