Linux多线程编程tips
这是我学习Linux多线程编程、实际编程时 遵守的一些小tips，也算是阅读《Linux多线程服务端编程》的读书笔记吧。
- 用流水线，生产者消费者、任务队列这些有规律的机制，最低限度地共享数据，减少需要同步的场合。
比如可使用线程局部存储、原子计数类型来避免共享对象。 - 若需要多个线程同时操作 new出来的对象指针时，应使用shared_ptr/scoped_ptr来管理对象的生命期，而不是用原始指针。
- 尽量使用更高阶的并发编程构件，如TaskQueue、Producer-Consumer Queue、CountDownLatch等。
- 不得已必须使用底层同步原语时，只使用非递归的互斥器和条件变量，慎用读写锁，不用信号量。
- 关于互斥器(mutex)的建议：
- 用RAII手法封装mutex的创建、销毁、加锁、解锁四个操作。
- 思考一路上( 调用栈上)已经持有的锁，防止因加锁顺序不同而导致死锁。
- 多线程程序中不要用sleep/usleep()/nanosleep函数。
生产代码中线程的等待只有两种：- 等待资源可用。要么等待在select/poll/epoll_wait上，要么等待在条件变量上。
- 等着进入临界区(等在mutex)上以便读写共享数据。
等待某个事件的发生，正确的做法是用select等价物或condition，抑或高层同步工具。在用户态做轮询是低效的。
- 熟悉读写锁的特点、适用场景。
特点：rwlock比mutex 加锁的代价更高(因为它要更新当前reader的计数)。通常writer lock操作优先于reader lock，所以wlock会阻塞后来的rlock。
适用场合：读的频率大大超过写的频率。也对数据更新的时效性要求较高(要求读到的是最近最新的数据)。
如果对读取的时效性要求较高，且对写更新的及时性要求不高，则应该选择mutex。 - 要理解整个程序的线程模型，理解各个回调函数所处的线程语境，避免在回调函数中调用 破坏共享数据、或者调用 非线程安全的函数、或者执行耗时的操作导致其它任务的阻塞。
- 熟悉glibc提供的函数是否是线程安全的，要使用线程安全版本的函数，如asctime_r/gmtime_t，strtok_r，gethostbyname_r等。
- 善用__thread关键字。经常使用它来缓存线程数据 来避免系统调用。
__thread是GCC内置的线程局部存储设施，它的实现非常高效，比pthread_key_t快很多。使用规则：只用修饰POD类型(struct，内置类型)，不能修饰class类型(因为无法调用构造和析构函数)。可用修饰全局变量、函数内的静态变量。__thread变量的初始化只能用编译期常量。 - 线程创建和销毁的守则：
- 尽量用相同的方式创建线程，例如boost::thread库,muduo::thread库。
- 在进入main()函数之前不应该启动线程。
- 线程的创建最好在初始化阶段全部完成。 线程的创建和销毁是有代价的，一个程序最好在一开始创建所需的线程，并一直反复使用。
- 不要从外部强行终止线程(即不使用pthread_cancel)。因为强制线程的话，没有机会清理资源(内存、锁…)。
- 如果确定要在外部终止一个线程，可以使用一个线程退出标志，当设置为true时，线程自然退出。
- 多线程与IO(网络IO、文件IO)：
- 不要多个线程同时操作(读写、关闭、打开)同一个fd(socket fd,file fd,timefd…)。一个fd只能由一个线程拥有并操作。
- 应该把对同一个epoll fd的操作(添加、删除、修改、等待)放到同一个线程中。
思考：当一个线程正阻塞epoll_wait()上，另一个线程往此epoll fd添加一个新的监视fd，会发生什么？
- 用RAII来包装socket fd，来避免发生网络的串话。 因为TcpConnection是网络库和用户代码共有的，它的生命期难以确定。muduo中使用shared_ptr来管理TcpConnection的生命期。
- 尽量不要在多线程程序中调用fork()。因为Linux的fork()只克隆当前线程的thread of control，不克隆其他线程。即fork成的子进程，只有当前线程，其它线程都消失了。
- 要在设计程序的时候，就确定线程模型。明确每个线程的职责，例如IO线程处理IO事件等，计算线程负责计算，数据库线程操作DB等。
- 要在设计程序的时候，就考虑清楚有哪些共享对象，每个共享对象会暴露给哪些线程，每个线程是读、还是写、还是读写都会进行？
##参考
《Linux多线程服务端编程 - 使用muduo C++网络库》前4章