pthread之工作模式

呵呵，本来只想写写今年学习多线程时碰到的一些问题，没有想到随意列个表，竟然成了一个系列，这一系列包含了互斥、条件变量、信号量等相关的内容、也包括了内存可视性、线程的取消等一些线程使用的高级话题。以这些知识为元素、以
现实现中遇到的问题为对象，为解决这些问题构成下面的几种基本的线程模型（就像编程语言中的for,while,if,switch这些编程的基本结构一样）

线程编程模型

流水线	每个线程反复地在数据系列上执行同一种操作，并把操作结果传递给下一步骤 的其他线程，这就是“流水线“（assembly line)方式
工作组	每个线程在自己的数据上执行操作，工作组中的线程可能执行同样的操作，也可 能执行不同的操作，但是它们一定独立执行
客户端/服务器端	一个客户为每一件工作与一个独立的服务器“订契约”，通常“订契约”是匿名 的－－一个请求通过某种接口提交

 

流水线：流水线模型在一种意义上讲，是一种串型化的操作，一般来讲下一步的操作需要用到上一步的结果。这种情景从对单
个对象处理的角度来看，性能并没有什么提高，但是如果从大处着眼，并行度大大的增加了。可以看看CPU的流水结构，和这
个差不多一个想法。如果将其比作一个管道的话，它的最大的并行性，就是管道能放下处理对象的容量。

工作组：这 种模型中的线程都各自己狂跑，不会被工作组中的其它线程影响，比如等待线程组中其它线程、或者需要被线程组中的其它线程唤醒、或者和工作组中的其它线程操作同一块内存而需要等待共享锁。工作组中的线程在不同的数据上完成相同的任务，这是单指令多数据[SIMD]的应用；工作组中的线程在不同数据上完成不同的任务(多指令多数据据（MIMD）的应用)。

比如我们要对一个巨大的数据矩阵中的数据进行运算，可以同时启动几个线程，其任务就是对给定的地址范围内的数值进
行数学运算。在多CPU的系统中，这种高密集度运算将会大大提高运算速度，然后再通过对各个线程返回的地址进行汇总，即
可得到有效的结果。同样对大量数据的排序、搜索都可以利用上面的这种方法。

再举一个例子,就是下载文件时，对文件做合理分切后，用多个线程对文件进行下载，文件下载完之后，再对文件做相应的
合并即可增加下载的速度。

上面的两个例子都是工作组中的线程作同样的、但又互不干涉的任务，大大增加了并发度，有效利用了现有的资源。（呵呵，补一句，并发度高，并不一定运行速度更加快噢：）多线程也是需要代价的。

再举一个对不同的任务并行处理，这样的例子更加的多，比如两个线程各自操作不同的文件。或者工作队列

客户端/服务器端： 这种模型与网络编程的概念相当，由一方提供另一方一种服务，而另一方能在一定的协议之下得到这种服务。

感受：
      线程提供了一种异步机制，但面对的最大问题就是同步！

 

 

附JAVA多线程模式

我这里可以大概给你介绍一下，但对于每一种编程模型要看具体的示例是什么，而且我不可能给你罗列所有的代码，请谅解。
　　
　　其实我们编程只要尽量站到比较高的层次，很多道理其实你会发现你已经懂了。
　　
　　就多线程来说，我们开始设想只有两个线程（>2时是不是算数学归纳法？）那么如果两个独立的线程会发生什么呢？
　　
　　1。当一个线程进入moniter（也就是说站用一个object），另一个线程只有等待或返回，而我们把返回就称为一种模式，这种模式的英文是Balking。
　　
　　2。这两个线程可以是有序的执行，而不是让OS来调度，这时我们要用一个object来调度，这种模式称为Scheduler。（这个词及其含义其实OS中就有）。
　　
　　3。如果这两个线程同时读一个资源，我们可以让他们执行，但如果同时写的话，你闭着眼睛都会知道可能出现问题，这时我们就要用另一种模式（Read/Write Lock）。
　　
　　4。如果一个线程是为另一个线程服务的话，比如IE中负责数据传输的线程和界面显示的线程，当一个图片没有传完时，另一个线程就无法显示，至少是部分没有传完。那么这时我们要用一个模式称为生产者和消费者，英文是Producer-Consumer。
　　
　　5。两个线程的消亡也可以不是完全又OS来控制的，这时我们需要给出一个条件，使得每个线程在符合条件是才消亡，也就是有序的消亡，我们称为Two-Phase Termination。
　　
　　那么有这5个线程模型，基本上可以用到大多数编程任务中。我需要指出的三点是：
　　
　　1。从高层次上我们可以再验证是否含盖了所有的情况。
　　
　　2。其实模式不是完全固定的或者说象定律一样，而模式可以为不同的情况进行适当 的调整和组合，目的是为了简洁和高效。
　　
　　3。学习模式是为了具备更好的分析问题的能力。
　　
　　而似乎这些来自西方的技术，并且是目前的，我们有没有呢？其实我个人有个大胆的推测，我认为我们祖先的《孙子兵法》就是很好设计模式，因为它符合设计模式需要的基本特征，就是在特定的条件下，用某种特定的方式合理且高效的解决问题。只不过一是用在军事上，二是完备性方面我们还没研究。但我认为我们至少没有很好的扩展和进行类比式的应用，否则今天可能是我们中国人教外国人什么是设计模式。
　　
　　类比的方法实际上是发明或发现的常用方法。不知能否让你感觉到其实外国的技术并不是那么的神秘，也许我们从自身的文化当中挖掘出的东西太少了。
　　
　　P.S.更深一步的研究你可以参考Doug Lea. <>.