CPPER

信号量是一种计数器，用于控制对共享资源的访问，适用于多个线程并发访问时的资源分配。环形队列通过信号量管理生产者和消费者对数据的访问，保证了生产者在空间满时等待，消费者在无数据时等待。线程池使用懒汉单例模式创建，确保多线程任务的高效执行。STL容器默认不线程安全，智能指针中的shared_ptr通过CAS保证线程安全。自旋锁和悲观锁、乐观锁各有优缺点，适用于不同的场景。读者写者问题中，读者和写者的互斥关系通过读写锁实现，通常采用读者优先策略，防止写者饥饿。

死锁是线程因资源互相占用导致的永久等待状态，需满足互斥、请求与保持、不剥夺、循环等待四条件，破坏任一条件即可避免死锁。条件变量通过线程等待队列和通知机制，解决线程间竞争问题，实现同步。生产消费模型模拟生产者、消费者通过缓冲区交互，利用阻塞队列实现数据安全和高效传递，互斥保证资源原子性，同步调节生产与消费节奏，提高并发效率。条件变量需在加锁后使用，避免误唤醒时引发资源状态混乱。

互斥锁用于解决多线程并发访问共享资源时的数据不一致问题，通过加锁保护临界区代码，保证线程对临界资源的访问是串行的。加锁用时间换取安全，但会降低并发性能，应尽量缩小临界区范围。线程切换期间持有锁不会释放，保证资源访问安全。互斥锁底层利用CPU指令集实现原子性操作，确保申请和释放锁的完整性。线程安全确保并发时结果一致，可重入函数在多执行流中结果一致且无副作用，可重入函数一定线程安全，但线程安全函数未必可重入。锁机制可实现线程安全但可能破坏重入性，多线程编程需平衡性能与安全。

当多个线程同时访问共享资源时，可能会出现数据不一致的问题。例如，在多线程抢票的场景中，多个线程可能同时读取和修改共享变量 tickets，导致数据覆盖和错误的计数。这是因为线程切换时，每个线程会将数据加载到自己的寄存器中进行处理，而其他线程在切换后可能对同一数据进行修改，从而引发竞态条件。解决这个问题通常需要使用互斥锁（mutex）来确保每次只有一个线程能访问共享资源，避免并发修改导致的数据不一致。

线程是进程的执行分支，共享进程资源，没有独立的PID，只能通过LWP进行调度。线程创建通过`pthread_create`，传入线程执行函数及其参数，主线程可以通过`pthread_join`等待子线程结束，获取其返回值。线程终止有多种方式，包括正常结束、`pthread_exit`或`pthread_cancel`。Linux中没有明确的线程概念，操作系统通过`clone`创建轻量级进程，线程库通过维护线程的属性来管理线程。线程ID、栈空间等由线程库维护，而操作系统通过调度LWP来调度线程。

线程是进程内部的执行分支，具有更细的执行粒度。与进程不同，线程共享进程的地址空间和资源。进程在创建时分配独立的资源，如 task_struct 和页表，而线程则只创建执行流，共享进程的资源。Linux 系统中，线程通过共享进程的 task_struct 结构来实现，线程并没有独立的调度控制块。这样，线程和进程的调度机制统一，线程比进程消耗更少的资源。

在多线程或信号处理中，若一个函数在执行过程中被中断并在中断处理程序中再次调用，该函数称为不可重入函数。volatile 关键字可防止编译器优化变量，保证变量在内存中的可见性，避免多线程或信号处理中变量值不同步的问题。在进程管理中，父进程通过接收子进程发送的 SIGCHLD 信号来回收子进程，但若父进程未显式捕捉该信号，默认动作是忽略，可能导致僵尸进程。通过设置信号处理程序，父进程可及时回收子进程，防止内存泄漏。