线程同步-互斥量

文章目录

• 线程同步-互斥量
• • 学习目标：
  • 线程同步概念：
  • 互斥量：
  • 使用互斥量步骤：
  • 读写锁：
  • 补充：

学习目标：

掌握互斥锁函数
掌握读写锁操作函数

---

线程同步概念：

即当有一个线程在对内存进行操作时，其它线程都不可以对这个内存地址进行操作，直到该线程完成操作，其它线程才能对该内存地址进行操作，而其它线程又处于等待状态。为了防止数据混乱，产生与时间有关的错误。

---

互斥量：

互斥量： 用来同步同一个进程中的各个线程，如果一个互斥量存放在多个进程共享的某个内存区中，还可以通过互斥量来进行进程间的同步，是用来保护临界区（共享资源），以保证仍和时刻只有一个线程能访问共享的资源。所有进程【应该】在访问公共数据前先拿锁在访问。

---

使用互斥量步骤：

函数原型

int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex,const pthread_mutexattr_t *restrict  mutexattr);//初始化互斥锁
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);//销毁锁
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);//加锁
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);//解锁
int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);//尝试加锁

参数
mutex：传出参数
mutexattr：互斥锁属性
- PTHREAD_MUTEX_TIMED_NP：普通锁，当线程加锁以后，其余请求的锁将形成一个等待队列，在解锁后按优先级获得锁。
- PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE_NP：检错锁，如果同一个线程请求同一个锁，则返回EDEADLK，否则与PTHREAD_MUTEX_TIMED_NP类型动作相同，保证不允许多次加锁时不会出现最简单情况下的死锁。
- PTHREAD_MUTEX_ADAPTIVE_NP：适应锁，如动作最简单的锁类型，仅等待解锁后重新竞争。

返回值
成功：0
失败：errno
pthread_mutex_init 总是返回0

restrict 关键字： 用来限定指针变量，被该关键字限定的指针变量所指向的内存操作，必须由本指针完成。

使用互斥量步骤:

pthread_mutex_t lock;//创建锁
pthread_mutex_init(&lock,NULL);//初始化
pthread_mutex_lock(&lock);//加锁
访问共享数据
pthread_mutex_unlock(&lock);//解锁
pthread_mutex_destroy(&lock);//销毁锁

注意事项：

• 尽量保证锁的粒度越小越好。（访问共享数据时加锁，访问结束【立即】解锁）
• 互斥锁，本质是结构体。
• 加锁：++操作，阻塞线程。
• 解锁：–操作，唤醒阻塞在锁上的线程
• try锁，尝试加锁，成功–，失败返回，同时设置错误号EBUSY。

---

读写锁：

读写锁： 锁只有一把，以读方式给数据加锁（读锁），以写的方式给数据加锁（写锁）。（写独占，读共享。写锁的优先级高于读锁）相较于互斥量而言，当读线程较多时，能够提高访问效率。

函数原型

int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t *restrict rwlock,const pthread_rwlockattr_t *restrict  attr);//初始化读写锁
int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *rwlock);//销毁锁
int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);//加读锁
int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);//加写锁
int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t *rwlock);//解锁
int pthread_rwlock_trydlock(pthread_rwlock_t *rwlock);//尝试加读锁
int pthread_rwlock_trywrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);//尝试加写锁

参数
rwlock：传出参数
attr：读写锁属性,传NULL表示使用默认属性

返回值
成功：0
失败：errno

restrict 关键字： 用来限定指针变量，被该关键字限定的指针变量所指向的内存操作，必须由本指针完成。

使用互斥量步骤:

pthread_mutex_t mutex;//创建锁
pthread_mutex_init(&mutex,NULL);//初始化
pthread_mutex_lock(&mutex);//加锁
访问共享数据
pthread_mutex_unlock(&mutex);//解锁
pthread_mutex_destroy(&mutex);//销毁锁

注意事项：

• 尽量保证锁的粒度越小越好。（访问共享数据时加锁，访问结束【立即】解锁）
• 互斥锁，本质是结构体。
• 加锁：++操作，阻塞线程。
• 解锁：–操作，唤醒阻塞在锁上的线程
• try锁，尝试加锁，成功–，失败返回，同时设置错误号EBUSY。

---

补充：

死锁： 使用锁不恰当导致的现象

• 对一个锁反复lock
• 两个线程，各自持有一把锁，请求另一把。

静态初始化读写锁和互斥量:

pthread_mutex_t fastmutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_rwlock_t rwlock = PTHREAD_RWLOCK_INITIALIZER;//静态初始化读写锁

---