linux系统编程：线程同步-相互排斥量(mutex)

线程同步-相互排斥量(mutex)

线程同步

多个线程同一时候訪问共享数据时可能会冲突，于是须要实现线程同步。

一个线程冲突的演示样例

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#define Loop 1000000
//全局资然
int counter = 0;
void *fun(void *argv)
{
	int i;
	for (i = 0; i < Loop; i++)
	{
		counter++;
	}
	return (void *)0;
}
int main(void)
{
	int i;
	pthread_t pid[2];
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		counter = 0;
		pthread_create(&pid[0], NULL, fun, NULL);
		pthread_create(&pid[1], NULL, fun, NULL);
		pthread_join(pid[0], NULL);
		pthread_join(pid[1], NULL);
		printf("counter=%d\n", counter);
	}
	return 0;
}
//$ ./a.out
//counter = 2000000
//counter = 2000000
//counter = 2000000
//counter = 2000000
//counter = 2000000
//counter = 2000000
//counter = 2000000
//counter = 2000000
//counter = 1919439
//counter = 2000000

假设Loop越大，想必结果不一样的可能性越大。

相互排斥量

相互排斥量（mutex）就是解决线程冲突的一种常见方法。

#include <pthread.h>
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex, const pthread_mutexattr_t *restrict attr);
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);

对以上代码加上相互排斥量

//mutex.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#define Loop 1000000
//初始化
pthread_mutex_t m = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
//全局资然
int counter = 0;
void *fun(void *argv)
{
	int i;
	for (i = 0; i < Loop; i++)
	{
		pthread_mutex_lock(&m);
		counter++;
		pthread_mutex_unlock(&m);
	}
	return (void *)0;
}
int main(void)
{
	int i;
	pthread_t pid[2];
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		counter = 0;
		pthread_create(&pid[0], NULL, fun, NULL);
		pthread_create(&pid[1], NULL, fun, NULL);
		pthread_join(pid[0], NULL);
		pthread_join(pid[1], NULL);
		printf("counter=%d\n", counter);
	}
	pthread_mutex_destroy(&m);  //销毁相互排斥量
	return 0;
}

仅仅需在须要同步的代码块加上“锁”就可以。

关键区

被相互排斥量锁住的代码块。称作关键区（Critical Section）：保证在某一时刻仅仅有一个线程能訪问数据的简便办法。在随意时刻仅仅同意一个线程对共享资源进行訪问。假设有多个线程试图同一时候訪问临界区，那么在有一个线程进入后其它全部试图訪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。其它线程能够继续抢占，并以此达到用原子方式操作共享资源的目的。

关键区的范围。显然要尽可能的小。

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