Linux C 多线程编程 互斥锁与条件变量

一、互斥锁

互斥量从本质上说就是一把锁, 提供对共享资源的保护访问。
　　1. 初始化:
　　在Linux下, 线程的互斥量数据类型是pthread_mutex_t. 在使用前, 要对它进行初始化:
　　对于静态分配的互斥量, 可以把它设置为PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER, 或者调用pthread_mutex_init.
　　对于动态分配的互斥量, 在申请内存(malloc)之后, 通过pthread_mutex_init进行初始化, 并且在释放内存(free)前需要调用pthread_mutex_destroy.
　　原型:
　　int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict
mutex, const pthread_mutexattr_t *restric attr);

　　int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);

　　头文件:
　　返回值: 成功则返回0, 出错则返回错误编号.
　　说明: 如果使用默认的属性初始化互斥量, 只需把attr设为NULL. 其他值在以后讲解。
　　2. 互斥操作:
　　对共享资源的访问, 要对互斥量进行加锁, 如果互斥量已经上了锁, 调用线程会阻塞, 直到互斥量被解锁. 在完成了对共享资源的访问后, 要对互斥量进行解锁。
　　首先说一下加锁函数:
　　头文件:
　　原型:
　　int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);

　　int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);
　　返回值: 成功则返回0, 出错则返回错误编号.
　　说明: 具体说一下trylock函数, 这个函数是非阻塞调用模式, 也就是说, 如果互斥量没被锁住, trylock函数将把互斥量加锁, 并获得对共享资源的访问权限; 如果互斥量被锁住了, trylock函数将不会阻塞等待而直接返回EBUSY, 表示共享资源处于忙状态。
　　再说一下解所函数:
　　头文件:
　　原型: int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);
　　返回值: 成功则返回0, 出错则返回错误编号.
　　3. 死锁:
　　死锁主要发生在有多个依赖锁存在时, 会在一个线程试图以与另一个线程相反顺序锁住互斥量时发生. 如何避免死锁是使用互斥量应该格外注意的东西。
　　总体来讲, 有几个不成文的基本原则:
　　对共享资源操作前一定要获得锁。
　　完成操作以后一定要释放锁。
　　尽量短时间地占用锁。
　　如果有多锁, 如获得顺序是ABC连环扣, 释放顺序也应该是ABC。
　　线程错误返回时应该释放它所获得的锁。
下面给个测试小程序进一步了解互斥，mutex互斥信号量锁住的不是一个变量，而是阻塞住一段程序。如果对一个mutex变量testlock, 执行了第一次pthread_mutex_lock(testlock)之后，在unlock(testlock)之前的这段时间内，如果有其他线程也执行到了pthread_mutex_lock(testlock)，这个线程就会阻塞住，直到之前的线程unlock之后才能执行，由此，实现同步，也就达到保护临界区资源的目的。

#include<stdio.h>

#include<pthread.h>

static pthread_mutex_t testlock;

pthread_t test_thread;

void *test()

{

pthread_mutex_lock(&testlock);
printf("thread Test() \n");

pthread_mutex_unlock(&testlock);

}

int main()

{

pthread_mutex_init(&testlock, NULL);

pthread_mutex_lock(&testlock);

printf("Main lock \n");

pthread_create(&test_thread, NULL, test, NULL);
sleep(1); //更加明显的观察到是否执行了创建线程的互斥锁

printf("Main unlock \n");

pthread_mutex_unlock(&testlock);

sleep(1);
pthread_join(test_thread,NULL);

pthread_mutex_destroy(&testlock);

return 0;

}

make

gcc -D_REENTRANT -lpthread -o test test.c

结果：

Main lock

Main unlock

thread Test()