通常在涉及到多線程和多進程操作共享數據時候，不可避免的會涉及到公共數據的互斥訪問，可能會用到互斥鎖，事件，信號量等，然而在使用這些鎖機制的同時肯定會降低系統的並發性，同時如果使用不當可能還會造成一些死鎖等很讓人反感的問題。
其實大部分時候可以通過一些細節的設計來避免鎖機制，共享數據的互斥訪問總的來說可以分為以下兩種：
1、同時修改
先來個例子說明下同時修改數據造成數據不一致的問題：
假設有A,B兩個進程對共享內存中的變量m = 10進行自加運算，當A進程將變量m = 10從內存讀入cpu的寄存器后，這時B進程也將m = 10讀入寄存器，
那么A進程加運算得到11，B進程也讀入10得到11，最終A和B進程將11從寄存器寫回內存，那么m=11，本來做了兩次自增，卻只加了1，肯定不是我們要的結果。
通常直接的解決辦法是使用互斥鎖，自然可以避免這種情況。
如果要避免使用鎖機制， 可以考慮這么做：
在設計的時候就需要對系統各個模塊的功能做比較明確的划分，每一個模塊只負責修改自己的數據，通過發送消息通知其他模塊修改數據。
比如從業務邏輯上A進程只負責共享數據段1的修改，B進程只負責共享數據段2的修改，那么當B進程需要修改數據段1的數據時候，發送消息給A進程，讓A進程去修改，同樣
A進程對數據段2的修改也通過B去修改。
總之就是要從業務邏輯上將各個進程的功能分開，那每個進程修改自己的共享段數據，那么就不需要擔心同時修改造成的數據不一致問題了。在這里設為共享是為了方便訪問對方的數據，下面會講寫入和讀取時候怎么保證。
2、一邊寫入一邊讀取
如果操作不當，這個情況下，通常會出現讀取的那一方讀取的數據不完整。
我們知道CPU每次從內存讀取或者寫入的數據跟CPU的引腳數有關，如果是32位的計算機，也就是CPU引腳有32個，一次能讀取或者寫入32位數據，那么下面的程序是不會存在數據不完整的問題：
公共數據：
int m = 0;
進程A：
while(true)
{
m++;
}
進程B：
if(m%10 == 0)
{
...
}
因為，一個int類型的數據占4字節，也就是32位，那么在32引腳的cpu上，從寄存器通過總線設備寫回內存時候肯定是一次寫回來，也就是B進程訪問變量m時候，m不會出現不完整的情況。
這個寫入的過程有點類似原子操作(當然，A進程從讀取m到寫回內存，肯定不是原子操作)，只是在這個過程中，數據是處於一個完整狀態。
再說說一個數據不完整，會被撕裂的例子，在32位的計算機上:
公共數據：
INT64 m = 0x00000000bbbbbbbb;
進程A:
while(true)
{
m = m & 0xaaaaaaaaffffffff;
}
進程B：
if(m%10 == 0)
{
...
}
與上個程序唯一不同的是m的類型64位的，也就是說在32位引腳cpu上，A進程將改變m的值后，從寄存器寫回內存，至少需要寫入兩次，假設第一次寫入高32位，oxaaaaaaaa,第二次寫入減1后的低32位，0xbbbbbbbc，那么如果A進程剛寫完高位數據回內存，時間片切換到B進程，B在讀取的時候可能就會讀取到一半的數據的情況，可能還是之前的值0xaaaaaaaabbbbbbbb，這樣數據就會被撕裂，訪問的數據不完整。
如果是在64位的計算機上(當然操作系統也要64位啊，不然32位的系統可能還是分兩次寫入)，就不會存在這種情況。
那么如何避免這種情況呢：
使用dirty機制：具體的做法就是使用一個變量來判斷我們需要訪問的數據的狀態，還是上面的例子，代碼如下：
公共數據：
class Data
{
public:
int a;
int b;
};
Data data;
int dirty = 0;
進程A:
while(true)
{
if(dirty == 0)
{
data.a = 100;
data.b = 200;
dirty = 1;
}
}
進程B：
/* 檢測數據是否被改變過 */
while(true)
{
if(dirty == 1)
{
int a = data.a;
int b = data.b;
dirty = 0;
....
}
}
上面已經說過，對dirty的訪問，不存在不完整的情況，因此大部分時候可以通過對dirty機制，來解決數據一邊讀一邊寫帶來的不完整性。
當然上面這個程序在效率方面和使用鎖機制基本差不多，因為A進程和B進程都需要依賴對方去做操作，那么當條件不滿足的時候，在自己的時間片內都不會改或者讀數據。
其實，如果A進程不頻繁修改數據，那么B進程通過dirty機制判斷，效率肯定是比使用鎖機制高的。
因此，在多線程或者多進程的程序中，設計的時候如果能夠避免鎖機制，可以盡量避免使用鎖機制，可以降低系統的復雜性，避免鎖機制帶來的死鎖等問題，而且大部分時候還可以提高系統的並發性。
第一次寫blog，希望以后能把自己做開發過程中的一些東西多總結，如果有什么不對的地方，歡迎指出。