条件变量

条件变量是一种同步机制，用于线程间的通信。当某些执行状态不满足时，线程可以将自己加入到等待队列中，直到该条件发生并被唤醒。条件变量有两个主要操作

互斥

在《从入门到放弃》之中，写到并发编程需要放弃原子性、顺序性、可见性。

现在，我们需要让代码重新获得原子性和顺序性。为此，我们需要互斥，也就是阻止并发的发生，阻止多个线程同时读写数据。

放弃

进入并发领域，我们将要放弃很多默认的条件：

1. 原子性：
   "程序独占处理器执行"的假设不再成立。程序可能在运行中被打断，甚至一条汇编指令也可能被中断。例如，更新共享变量时可能因中断导致数据不完整。为解决此问题，需通过同步原语（如锁）将操作封装为临界区，确保原子性。
2. 顺序性：
   编译器将代码视为单线程优化，可能导致多线程中变量未被实际访问。例如，若同步变量因编译器重排而未被及时刷新，将引发竞态条件（race condition）。这要求开发者显式使用内存屏障或原子操作保证可见性。
3. 可见性：
   现代处理器通过指令重排和缓存优化提升性能，但可能导致线程间数据不一致。例如，线程A的写入可能因缓存未同步而对线程B不可见。需通过硬件支持（如CPU内存模型）和操作系统机制（如缓存行冲洗）保证可见性。

并发 vs 并行：

交换空间

现代操作系统通过交换空间（swap space）实现虚拟内存的扩展能力。当物理内存容量不足以容纳所有活跃进程的页时，操作系统会将低频访问的页换出（page out）到磁盘的专用交换区域，从而释放物理内存资源。这种机制使得程序能够使用远大于实际物理内存的地址空间。

快速地址转换（TLB）

在《OS-内存管理》中指出，分页机制的一个主要缺点是可能导致额外的内存访问开销。为了加速虚拟地址到物理地址的映射过程，避免频繁查询页表，计算机系统采用了常见的加速技术——缓存。