编程语言
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1. 互斥锁函数
互斥锁是线程同步最常用的一种方式，通过互斥锁可以锁定一个代码块, 被锁定的代码块, 所有的线程只能顺序执行(不能并行处理)，这样多线程访问共享资源数据混乱的问题就可以被解决了 代价就是执行效率的降低，因为默认临界区多个线程是可以并行处理的，现在只能串行处理。
在Linux中互斥锁的类型为pthread_mutex_t，创建一个这种类型的变量就得到了一把互斥锁：
pthread_mutex_t mutex;
在创建的锁对象中保存了当前这把锁的状态信息：锁定还是打开
如果是锁定状态就还记录了给这把锁加锁的线程信息（线程ID）。一个互斥锁变量只能被一个线程锁定，被锁定后其他线程再对互斥锁变量加锁就会被阻塞，直到这把互斥锁被解锁，被阻塞的线程才能被解除阻塞。
一般情况下，每一个共享资源对应一个把互斥锁，锁的个数和线程的个数无关。
Linux 提供的互斥锁操作函数如下
// 初始化互斥锁 // restrict: 是一个关键字, 用来修饰指针, //只有这个关键字修饰的指针可以访问指向的内存地址, 其他指针(强制类型转换)是不行的 int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex, const pthread_mutexattr_t *restrict attr); // 释放互斥锁资源 int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);
- 参数: mutex: 互斥锁变量的地址 attr: 互斥锁的属性, 一般使用默认属性即可, 这个参数指定为NULL
- 返回值 如果函数调用成功会返回0，调用失败会返回相应的错误号：
// 修改互斥锁的状态, 将其设定为锁定状态, 这个状态被写入到参数 mutex 中 int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
这个函数被调用, 首先会判断参数 mutex 互斥锁中的状态是不是锁定状态:
- 如果没有被锁定, 是打开的, 这个线程可以加锁成功, 这个锁中会记录是哪个线程加锁成功了
- 如果被锁定了, 其他线程加锁就失败了, 这些线程都会阻塞在这把锁上
- 当这把锁被解开之后, 阻塞在锁上的线程就解除阻塞了，并且这些线程是通过竞争的方式对这把锁加锁，没抢到锁的线程继续阻塞
// 尝试加锁 int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);
调用这个函数对互斥锁变量加锁还是有两种情况:
- 如果这把锁没有被锁定是打开的，线程加锁成功
- 如果锁变量被锁住了，调用这个函数加锁的线程，不会被阻塞，加锁失败直接返回错误号
// 对互斥锁解锁 int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);
不是所有的线程都可以对互斥锁解锁，哪个线程加的锁, 哪个线程才能解锁成功。
2. 互斥锁的使用
将上面多线程交替数数的例子修改一下，使用互斥锁进行线程同步。 两个线程一共操作了同一个全局变量，因此需要添加一互斥锁，来控制这两个线程。
#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 100 // 全局变量 int number; // 创建一把互斥锁 // 全局变量, 多个线程共享 pthread_mutex_t mutex; // 线程处理函数 void* funcA_num(void* arg) { for(int i=0; i<MAX; ++i) { // 如果线程A加锁成功, 不阻塞 // 如果B加锁成功, 线程A阻塞 pthread_mutex_lock(&mutex); int cur = number; cur++; usleep(10); number = cur; pthread_mutex_unlock(&mutex); 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) { // a加锁成功, b线程访问这把锁的时候是锁定的 // 线程B先阻塞, a线程解锁之后阻塞解除 // 线程B加锁成功了 pthread_mutex_lock(&mutex); int cur = number; cur++; number = cur; pthread_mutex_unlock(&mutex); 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; // 初始化互斥锁 pthread_mutex_init(&mutex, NULL); // 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); // 销毁互斥锁 // 线程销毁之后, 再去释放互斥锁 pthread_mutex_destroy(&mutex); return 0; }
