一、基本概念
竞争与同步：
同一个进程中的线程能共享进程中的绝大多数资源，当它们随意竞争时可以导致资源会破坏、脏数据、不完整、不一致等问题。
通过一些方法让进程在竞争资源时相互协调，避免出现数据不完全、不一致等问题，这就叫线程同步。
临界区与临界资源：
被多个线程同时访问的代码叫临界区，被同时访问的资源叫临界资源。
原子操作：中间不会打断的操作叫原子操作。
二、互斥量（互斥锁）
pthread_mutex_t 是一种数据类型，可以定义变量。
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, const pthread_mutexattr_t *mutexattr);
功能：初始化互斥量，也可以使用PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER初始化，默认处于开锁状态。
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
功能：对互斥量加锁，成功则继续执行，失败则阻塞，直到互斥量解锁，才返回。
int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);
功能：尝试对互斥量加锁，成功(0)或失败(EBUSY)都立即返回。
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);
功能：对互斥量解锁
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);
功能：销毁互斥量
三、信号量
与XSI中的信号量原理相同，线程之间所使用的计数器，用于控制访问有限的共享资源的线程数。
int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);
功能：初始化信号量
sem：被初始化的信号量
pshared：
0 只能在进程内使用
非0 表示该信号量可以用共享内存的方式，多个进程共享(Linux不支持)。
value：信号量的初始值
int sem_wait(sem_t *sem);
功能：对号量减1，如果不够减则阻塞
int sem_trywait(sem_t *sem);
功能：对信号量减1，成功(0)或失败(EAGAIN)都立即返回
int sem_timedwait(sem_t *sem, const struct timespec *abs_timeout);
功能：对信号量减，如果不够减则等待abs_timeout时间，超时后返回（ETIMEDOUT）。
int sem_post(sem_t *sem);
功能：对信号量加1。
int sem_destroy(sem_t *sem);
功能：销毁信号量
四：死锁
1、什么是死锁
多个进程或线程互相等待对方的资源，在得到新的资源之前不会释放自己的资源，这样就形成了循环等待，这种现象被称为死锁。
2、产生死锁的四大必要条件
资源互斥：资源只有两种状态，只有可用和不可用两状态，不能同时使用，同一时刻只能被一个进程或线程使用。
占有且请求：已经得到资源的进程或线程，继续请求新的资源，并持续占有旧的资源。
资源不可剥夺：资源已经分配进程或线程后，不能被其它进程或线程强制性获取，除非资源的占有者主动释放。
环路等待：死锁发生时，系统中必定有两个或两个以上的进程或线程组成一条等待环路。
注意：死锁一旦产生基本无解，现在的操作系统无法解决死锁，因此只能防止死锁产生。
3、防止死锁产生的方法
破坏互斥条件：相办法让资源能够共享使用。
缺点：受环境或资金的影响无法让资源共享。
破坏占用且请求条件：采用预先静态分配的方法，进程或线程在运行前一次申请所有资源，在资源没有满足前不投入运行。
缺点：系统资源会被严重浪费，因为有些资源可能开始时使用，而有些资源结束时才使用。
破坏不可剥夺条件：当一个进程或线程已经占有一个不可剥夺的资源时，请求新资源时无法满足，则释放已经占有的资源，一段时间后再重新申请。
缺点：该策略实现起来比较复杂，释放已经获取资源可能会导致前一阶段的工作失效，反复的申请释放资源会增加系统开销，占用CPU和寄存器、内存等资源。
破坏循环等待条件：给每个资源进行编号，进程或线程按照顺序请求资源，只有拿到前一外资源，才能继续请求下一个资源。
缺点：资源的编号必须相对稳定，资源添加或销毁时会受到影响。
算法：银行家算法
4、如何判断死锁
1、画出资源分配图
2、简化资源分配图
3、使用死锁定理判断：如果没有环路肯定不会出现死锁。
五、条件变量
当某些条件满足时可以让线程自己可以进入睡眠，也可以在某些条件满足时可以被其它线程唤醒。
int pthread_cond_init(pthread_cond_t *cond, pthread_condattr_t*cond_attr);
功能：初始化条件变量，也可以使用PTHREAD_COND_INITIALIZER。
int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *cond, pthread_mutex_t *mutex);
功能：让当前线程睡入cond中，并解锁mutex。
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);
功能：唤醒cond中的一个线程，之前的锁必须处于打开状态，线程醒来后会自动把锁再加上。
int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);
功能：唤醒cond中的所有线程，线程醒来时互斥量必须能再次加锁。
int pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *cond, pthread_mutex_t *mutex, const struct timespec *abstime);
功能：让当前线程睡入cond，只睡abstime时间，超时后会自动醒来。
int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);
功能：销毁条件变量
注意：使用条件变量可以实现生产者与消费者模型。
六、生产者与消费者模型
生产者：产生数据的线程
消费者：使用数据的线程
仓库：临时存储数据的缓冲区
可能产生的问题：
生产快于消费，仓库爆满，撑死。
消费快于生产，仓库空虚，饿死。
利用条件变量解决问题：
当缓冲区满的时候，生产线程睡入条件变量(full)，通知消费线程全部醒来(null)。
当缓冲区空的时候，消费线程睡入条件变量(null)，通信生产线程全部醒来(full)。
