CSAPP第十二章读书笔记

本文介绍了三种并行机制:基于进程、I/O多路复用和线程的并行方式。详细探讨了线程并行中信号量和锁的作用,并讨论了线程不安全的情况及死锁问题。

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这一章讲了并行的三种机制:

[1]基于进程的并行:

这里写图片描述

[2]基于I/O多路复用的并行:

基本思路是使用select函数,使得内核挂起进程,只有某一个I/O或者多个I/O事件发生之后,才会将内核返回给应用程序。

这里写图片描述

[3]基于线程的并行:

这里写图片描述

在这里还引入了信号量和锁的机制,我们利用信号量进行对共享资源的保护:互斥。还可以利用信号量来调度共享资源,比如消费者,生产者,读-写这种模型。

利用缓冲区,我们可以将一个web服务器设计成生产者,消费者模型。其中主线程负责接受客户端的请求并且生成套结字,然后提前生成的各个线程则作为消费者等待着可能的套结字出现,一旦出现就取出来并且进行服务。这种模型避免了过多的线程,但是也达到了并行的目的。

[4]线程不安全的四种情况,主要有没有对共享变量加锁,跨越多个调用状态,调用了别的县城不安全的函数,返回静态变量指针。

[5]死锁,这是一个很麻烦的问题,因为竞争导致的死胡同。每一个线程都在等一个永远不可能出现的V操作。

### CSAPP 第二内容与概念 #### 2.1 计算机系统的数据表示 计算机系统中的数据可以分为三种主要类型:整数、浮点数和字符。每种类型的内部表示方法不同,具体如下: - **无符号编码** 是一种用于表示非负整数的传统二进制表示法[^3]。 - **补码(two’s-complement)** 编码是最常见的有符号整数表示方式,能够有效地表示正数和负数。这种编码使得加减运算变得非常直观,并且简化了硬件设计。 - **浮点数编码** 使用类似于科学记数法的形式来近似表示实数。由于采用的是以2为底的指数形式,因此只能提供有限精度的结果;当数值过大无法被准确表达时会发生溢出现象。 #### 2.2 数据存储结构 内存是由一系列连续编号的位置组成的数组,每一个位置都有唯一对应的地址作为其标识符。这些地址构成了所谓的“虚拟地址空间”。程序通过指针变量访问特定地址处的数据项,在C语言里通常会用`void*`这样的通用指针来进行操作[^4]。 对于不同的机器架构而言,字节序(Byte Order)也是一个重要的考量因素——即多字节数值在内存中是如何排列的(大端模式Big Endian vs 小端模式Little Endian)。这影响着跨平台编程以及网络通信协议的设计。 #### 2.3 进制转换技巧 为了方便理解和处理各种进位制之间的相互转化,掌握一些基本规律是非常有用的。例如,在C语言环境中,十六进制常量总是以前缀`0x`或`0X`开头。而其他情况下,则可以根据具体情况应用相应的算法完成十进制到二进制或其他任意基底间的变换过程。 ```c // 示例函数展示如何复制指定长度内的int型值至缓冲区 void copy_int(int val, void *buf, int maxbytes); ```
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