原子性
原子性就是说一个操作不可以被中途CPU暂停然后调度，即不能被中断，要不就执行完，要不就不执行。
原子操作
是不能被线程调度机制中断的操作，一旦操作开始，那么它一定可以在可能发生中断之前执行完毕。
一个不正确的知识：“原子操作不需要进行同步控制”。
原子性可以应用于基本数据类型（64位的long和double不是原子性），对于写入和读取，可以把它们当作原子操作来操作内存。但是，JVM可以将64（long和double）的读取和写入当作两个分离的32位操作来执行，这个就产生在读取和写入操作中间发生上下文切换问题，导致不同的任务可以看到不正确结果。
临界区
每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区（Critical Section）（临界资源是一次仅允许一个进程使用的资源）。每次只准许一个进程进入临界区，进入后不允许其他进程进入。
若能保证诸进程互斥地进入自己的临界区，便可实现诸进程对临界资源的互斥访问。不论是硬件临界资源，还是软件临界资源，多个进程必须互斥地对它进行访问。
多个进程中涉及到同一个临界资源的临界区称为相关临界区。
每个进程在进入临界区之前，应先对欲访问的临界资源进行检查，看它是否正被访问。如果此刻该临界资源未被访问，进程便可进入临界区对该资源进行访问，并设置它正被访问的标志；如果此刻该临界资源正被某进程访问，则本进程不能进入临界区。
临界区内的数据一次只能同时被一个进程使用，当一个进程使用临界区内的数据时，其他需要使用临界区数据的进程进入等待状态。操作系统需要合理的分配临界区以达到多进程的同步和互斥关系，如果协调不好，就容易使系统处于不安全状态，甚至出现死锁现象。
临界区包含两个操作原语
EnterCriticalSection()进入临界区LeaveCriticalSection()离开临界区
EnterCriticalSection()语句执行后代码将进入临界区以后无论发生什么，必须确保与之匹配的LeaveCriticalSection()都能够被执行到。否则临界区保护的共享资源将永远不会被释放。虽然临界区同步速度很快，但却只能用来同步本进程内的线程，而不可用来同步多个进程中的线程。
程序调度法则
进程进入临界区的调度原则是
- 如果有若干进程要求进入空闲的临界区，一次仅允许一个进程进入。
- 任何时候，处于临界区内的进程不可多于一个。如已有进程进入自己的临界区，则其它所有试图进入临界区的进程必须等待。
- 进入临界区的进程要在有限时间内退出，以便其它进程能及时进入自己的临界区。
- 如果进程不能进入自己的临界区，则应让出CPU，避免进程出现“忙等”现象。
线程同步问题
如果有多个线程试图同时访问临界区，那么在有一个线程进入后，其他所有试图访问此临界区的线程将被挂起，并一直持续到进入临界区的线程离开。临界区在被释放后，其他线程可以继续抢占，并以此达到用原子方式操作共享资源的目的。其他问题
在使用临界区时，一般不允许其运行时间过长，只要进入临界区的线程还没有离开，其他所有试图进入此临界区的线程都会被挂起而进入到等待状态，并会在一定程度上影响程序的运行性能。尤其需要注意的是不要将等待用户输入或是其他一些外界干预的操作包含到临界区。如果进入了临界区却一直没有释放，同样也会引起其他线程的长时间等待。互斥量
互斥量跟临界区很相似，只有拥有互斥对象的线程才具有访问资源的权限，由于互斥对象只有一个，因此就决定了任何情况下此共享资源都不会同时被多个线程所访问。当前占据资源的线程在任务处理完后应将拥有的互斥对象交出，以便其他线程在获得后得以访问资源。互斥量比临界区复杂。因为使用互斥不仅仅能够在同一应用程序不同线程中实现资源的安全共享，而且可以在不同应用程序的线程之间实现对资源的安全共享。互斥量包含的几个操作原语
CreateMutex()创建一个互斥量OpenMutex()打开一个互斥量ReleaseMutex()释放互斥量WaitForMultipleObjects()等待互斥量对象信号量
信号量对象对线程的同步方式与前面几种方法不同，信号允许多个线程同时使用共享资源 ，这与操作系统中的PV操作相同。它指出了同时访问共享资源的线程最大数目。它允许多个线程在同一时刻访问同一资源，但是需要限制在同一时刻访问此资源的最大线程数目。
在用CreateSemaphore()创建信号量时即要同时指出允许的最大资源计数和当前可用资源计数。一般是将当前可用资源计数设置为最大资源计数，每增加一个线程对共享资源的访问，当前可用资源计数就会减1，只要当前可用资源计数是大于0的，就可以发出信号量信号。但是当前可用计数减小到0时则说明当前占用资源的线程数已经达到了所允许的最大数目，不能在允许其他线程的进入，此时的信号量信号将无法发出。
线程在处理完共享资源后，应在离开的同时通过ReleaseSemaphore()函数将当前可用资源计数加1。在任何时候当前可用资源计数决不可能大于最大资源计数。PV操作及信号量的概念都是由荷兰科学家E.W.Dijkstra提出的。信号量S是一个整数，S大于等于零时代表可供并发进程使用的资源实体数，但S小于零时则表示正在等待使用共享资源的进程数。P操作申请资源
- S减1。
- 若S减1后仍大于等于零，则进程继续执行。
- 若S减1后小于零，则该进程被阻塞后进入与该信号相对应的队列中，然后转入进程调度。
V操作释放资源
- S加1。
- 若相加结果大于零，则进程继续执行。
- 若相加结果小于等于零，则从该信号的等待队列中唤醒一个等待进程，然后再返回原进程继续执行或转入进程调度。
信号量包含的几个操作原语
CreateSemaphore()创建一个信号量OpenSemaphore()打开一个信号量ReleaseSemaphore()释放信号量WaitForSingleObject()等待信号量线程同步互斥的控制方法
临界区
通过对多线程的串行化来访问公共资源或一段代码，速度快，适合控制数据访问。互斥量
为协调共同对一个共享资源的单独访问而设计的。信号量
为控制一个具有有限数量用户资源而设计。事件
用来通知线程有一些事件已发生，从而启动后继任务的开始。总结
- 互斥量与临界区的作用非常相似，但互斥量是可以命名的，也就是说它可以跨越进程使用。所以创建互斥量需要的资源更多，所以如果只为了在进程内部是用的话使用临界区会带来速度上的优势并能够减少资源占用量 。因为互斥量是跨进程的互斥量一旦被创建，就可以通过名字打开它。
- 互斥量（
Mutex），信号灯（Semaphore），事件（Event）都可以被跨越进程使用来进行同步数据操作，而其他的对象与数据同步操作无关，但对于进程和线程来讲，如果进程和线程在运行状态则为无信号状态，在退出后为有信号状态。所以可以使用WaitForSingleObject来等待进程和线程退出。 - 通过互斥量可以指定资源被独占的方式使用，但如果有下面一种情况通过互斥量就无法处理，比如现在一位用户购买了一份三个并发访问许可的数据库系统，可以根据用户购买的访问许可数量来决定有多少个线程/进程能同时进行数据库操作，这时候如果利用互斥量就没有办法完成这个要求，信号灯对象可以说是一种资源计数器。
