20211105李宜时信息安全系统安全与实现第七周学习笔记

Linux信息安全系统设计与实现 - 并发编程学习笔记

并发编程基础

并发编程是一种处理多个任务同时执行的编程方式，通常使用多线程或多进程来实现。在Linux信息安全系统设计中，它可以用于提高系统性能和处理多个安全任务。

为什么需要并发编程？

充分利用多核CPU，提高系统性能。
实现异步操作，避免阻塞。
并发处理多个网络连接、数据流或安全检测。

多线程编程

多线程是一种轻量级的并发编程方式，适用于需要共享内存的任务。

创建线程

#include <pthread.h>

void *thread_function(void *arg) {
    // 线程执行的代码
    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t thread_id;
    int result = pthread_create(&thread_id, NULL, thread_function, NULL);
    if (result == 0) {
        // 线程创建成功
    } else {
        // 线程创建失败
    }
    pthread_join(thread_id, NULL); // 等待线程结束
    return 0;
}

互斥锁

互斥锁用于保护共享资源，防止多个线程同时访问。

#include <pthread.h>

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

void *thread_function(void *arg) {
    pthread_mutex_lock(&mutex); // 加锁
    // 访问共享资源
    pthread_mutex_unlock(&mutex); // 解锁
    return NULL;
}

条件变量

条件变量用于线程之间的同步，等待某个条件满足后再执行。

#include <pthread.h>

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_cond_t condition = PTHREAD_COND_INITIALIZER;

void *producer(void *arg) {
    // 生产数据
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    // 更新数据
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
    pthread_cond_signal(&condition); // 通知消费者
}

void *consumer(void *arg) {
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    while (/* 检查条件是否满足 */) {
        pthread_cond_wait(&condition, &mutex);
    }
    // 消费数据
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
}

多进程编程

多进程编程是一种独立的并发方式，适用于需要隔离的任务。

创建进程

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    pid_t child_pid = fork();
    if (child_pid == 0) {
        // 子进程代码
    } else if (child_pid > 0) {
        // 父进程代码
    } else {
        // 创建进程失败
    }
    return 0;
}