2.3.1 竞争条件
举个栗子：有两个进程同时对同一内存或磁盘上的文件进行读写，那么假设进程A先读了一段，此时内核调度让进程B进行写，那么下一次A读的就不是原来的数据了。类似这样的情况，两个或多个进程同时读写某些共享数据，而最后的结果取决于进程运行的精确时序，称为竞争条件。
2.3.2 临界区
我们要找出某种途径来阻止多个进程同时读写数据，即以某种手段来确保当一个进程在使用共享数据时，其他进程不能做相同的操作，所以我们需要的是互斥（mutual exclusion）。运用抽象的思想：我们把对内存进行访问的程序片段称为临界区（critical region）。所以一个好的方案要满足一下的条件：
1.任何两个进程不能同时进入临界区 2.不能对cpu速度和数量做任何的假设。
3.临界区外进行的进程不能阻塞其他进程 4.不能使进程无限期等待进入临界区。
如下图：
2.3.3 忙等待的互斥
有几种实现互斥的方案，如下：
1.屏蔽中断
当进程进入临界区时，让内核不进行上下文的切换，让cpu单独为这个进程服务，当然这是最简单的想法也是最不现实的。
2.锁（lock）变量
进程有一个共享锁变量，初始值为0，表示进程可以进入临界区，然后修改值为1，其他进程想要进入临界区时先访问这个锁变量，如果值为1则切换其他线程。虽然比上一个方法解决了运行多个进程的功能，然而也有缺陷：假设进程A此刻读锁变量为0，不巧的是来不及修改锁变量，切换到另一个进程B，进程B也发现了锁变量为0，它即认为可以进入临界区。此时就会导致两个进程同时读写。
3.严格轮换法
这个方法只适用于两个进程。假设有一个变量turn（称为自旋锁spin lock），它的值用来记录何时轮到某个进程执行。当turn=0时A进程进入临界区，=1时B进程进入临界区。虽然这个方法避免了两个进程同时进入临界区，可是当A进程需要很多的cpu时间，那么这就会一直阻塞B进程的执行，所以违反了规则3：临界区外的运行的进程不得阻塞其他进程。如下图： 
4.Peterson 解法
避免了严格轮换，如下图：
然而我觉得这个方法还是会导致死锁，因为当A进程感兴趣之后，切换到B进程也感兴趣，此时两个进程都在感兴趣因而一直被互相阻塞。
5.TSL指令
在现在多处理机的计算机上，硬件支持互斥成为可能，关键的汇编代码指令是：TSL RX，LOCK。TSL（test and set lock）：将一个内存字lock读到寄存器RX中，然后在该内存地址上存一个非零值，读与写该字为原子（atomic）性。如下：
意思就是，当有两个进程同时读时，由于进程切换，必然有先后的顺序，即使时间很短。当一个进程先得到该锁后后面的进程都只能得到该锁是1。
与TSL指令相同功能的是XCHG：原子性地交换两个位置的内容。
2.3.4 睡眠与唤醒
生产者-消费者问题
两个进程间通信原语：sleep（） ：使进程睡眠，阻塞直到其他进程发送wakeup信号。wakeup（）：发送信号给进程继续工作。如下图：
然而这将导致死锁。
2.3.5 信号量
用一个整形变量来累计唤醒次数，称为信号量（semaphore），当0时表示睡眠，当被唤醒时其值加一。Dijkstra建议将检查数值，修改变量，以及可能发生的操作均作为单一的一个原子操作（atomic oepration），这就避免了很多问题。在多处理器的机器上，通常与TSL指令配合避免多个进程同时访问锁变量。解决生产者-消费者模型如下图：
2.3.6 互斥量
互斥量（mutex）（我认为这个英文时mutual exclusion拼成的2333）是信号量的一个简化版本，它的值只有两种状态，锁或未锁分别用1，0表示。与TSL指令配合很简单的可以写下来为：
1.快速用户互斥量futex
2.pthread 中的互斥量
除了互斥量外，还有一种同步机制：条件变量：允许或阻塞对临界区的访问。有关函数如下：
