假设有4个线程A、B、C、D，当前一个线程A对内存中的共享资源进行访问的时候，其他线程B, C, D都不可以对这块内存进行操作，直到线程A对这块内存访问完毕为止，B，C，D中的一个才能访问这块内存，剩余的两个需要继续阻塞等待，以此类推，直至所有的线程都对这块内存操作完毕。 线程对内存的这种访问方式就称之为线程同步 通过概念的介绍，我们可以了解到所谓的
同步并不是多个线程同时对内存进行访问，而是按照先后顺序依次进行的。
1. 为什么要同步
两个线程交替数数（每个线程数50个数，交替数到100）的例子：
#include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <stdlib.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <string.h> #include <pthread.h> #define MAX 50 // 全局变量 int number; // 线程处理函数 void* funcA_num(void* arg) { for(int i=0; i<MAX; ++i) { int cur = number; cur++; usleep(10); number = cur; printf("Thread A, id = %lu, number = %d\n", pthread_self(), number); } return NULL; } void* funcB_num(void* arg) { for(int i=0; i<MAX; ++i) { int cur = number; cur++; number = cur; printf("Thread B, id = %lu, number = %d\n", pthread_self(), number); usleep(5); } return NULL; } int main(int argc, const char* argv[]) { pthread_t p1, p2; // 创建两个子线程 pthread_create(&p1, NULL, funcA_num, NULL); pthread_create(&p2, NULL, funcB_num, NULL); // 阻塞，资源回收 pthread_join(p1, NULL); pthread_join(p2, NULL); return 0; }
执行,结果如下
$ ./a.out Thread B, id = 140504473724672, number = 1 Thread B, id = 140504473724672, number = 2 Thread A, id = 140504482117376, number = 2 Thread B, id = 140504473724672, number = 3 Thread A, id = 140504482117376, number = 4 Thread B, id = 140504473724672, number = 5 Thread A, id = 140504482117376, number = 6 Thread B, id = 140504473724672, number = 7 Thread B, id = 140504473724672, number = 8 Thread A, id = 140504482117376, number = 7 Thread B, id = 140504473724672, number = 8 . . . Thread A, id = 140504482117376, number = 53 Thread A, id = 140504482117376, number = 54 Thread A, id = 140504482117376, number = 55 Thread A, id = 140504482117376, number = 56 Thread A, id = 140504482117376, number = 57 Thread A, id = 140504482117376, number = 58 Thread A, id = 140504482117376, number = 59 Thread A, id = 140504482117376, number = 60 Thread A, id = 140504482117376, number = 61
通过对上面的测试，可以看出虽然每个线程内部循环了50次每次数一个数，但是最终没有到100，有些数字被重复数了多次，其原因就是没有对线程进行同步处理，造成了数据的混乱。
两个线程在数数的时候需要分时复用CPU时间片，测试程序中调用了sleep()导致线程的CPU时间片没用完就被迫挂起, 这样就能让CPU的上下文切换（保存当前状态, 下一次继续运行的时候需要加载保存的状态）更加频繁，更容易再现数据混乱的这个现象。
CPU对应寄存器、一级缓存、二级缓存、三级缓存是独占的，用于存储处理的数据和线程的状态信息，数据被CPU处理完成需要再次被写入到物理内存中，物理内存数据也可以通过文件IO操作写入到磁盘中。
在测试程序中两个线程共用全局变量number当线程变成运行态之后开始数，从物理内存加载数据，然后将数据放到CPU进行运算，最后将结果更新到物理内存中。如果数数的两个线程都可以顺利完成这个流程，那么得到的结果肯定是正确的。
如果线程A执行这个过程期间就失去了CPU时间片，线程A被挂起了最新的数据没能更新到物理内存。线程B变成运行态之后从物理内存读数据，它就没有拿到最新数据，只能基于旧的数据往后数，然后失去CPU时间片挂起。线程A得到CPU时间片变成运行态，第一件事儿就是将上次没更新到内存的数据更新到内存，但是这样会导致线程B已经更新到内存的数据被覆盖，活儿白干了，最终导致有些数据会被重复数很多次。
2. 同步方式
对于多个线程访问共享资源出现数据混乱的问题，需要进行线程同步。
常用的线程同步方式有四种：互斥锁、读写锁、条件变量、信号量。
所谓的共享资源就是多个线程共同访问的变量，这些变量通常为全局数据区变量或者堆区变量，这些变量对应的共享资源也被称之为临界资源。
找到临界资源之后，再找和临界资源相关的上下文代码，这样就得到了一个代码块，这个代码块可以称之为临界区。确定好临界区（临界区越小越好）之后，就可以进行线程同步了，线程同步的大致处理思路是这样的：
- 在临界区代码的上边，添加加锁函数，对临界区加锁。 哪个线程调用这句代码，就会把这把锁锁上，其他线程就只能阻塞在锁上了。
- 在临界区代码的下边，添加解锁函数，对临界区解锁。 出临界区的线程会将锁定的那把锁打开，其他抢到锁的线程就可以进入到临界区了。
- 通过锁机制能保证临界区代码最多只能同时有一个线程访问,这样并行访问就变为串行访问了。
