3.9、互斥锁(互斥量)
1.互斥锁(互斥量)的介绍 2. 互斥量相关操作函数 3.互斥量函数的使用介绍 ①pthread_mutex_init ②pthread_mutex_destroy ③pthread_mutex_lock ④pthread_mutex_trylock ⑤pthread_mutex_unlock
3.利用互斥锁实现线程同步
1.互斥锁(互斥量)的介绍
为避免线程更新共享变量时出现问题,可以使用互斥量(mutex
是 mutual exclusion
的缩写)来确保同时仅有一个线程可以访问某项共享资源。可以使用互斥量来保证对任意共享资源的原子访问。 互斥量有两种状态:已锁定(locked)
和未锁定(unlocked)
。任何时候,至多只有一个线程可以锁定该互斥量。试图对已经锁定的某一互斥量再次加锁,将可能阻塞线程或者报错失败,具体取决于加锁时使用的方法。 一旦线程锁定互斥量,随即成为该互斥量的所有者,只有所有者才能给互斥量解锁。一般情况下,对每一共享资源(可能由多个相关变量组成)会使用不同的互斥量,每一线程在访问同一资源时将采用如下协议:
如果多个线程试图执行这一块代码(一个临界区),事实上只有一个线程能够持有该互斥量(其他线程将遭到阻塞),即同时只有一个线程能够进入这段代码区域,如下图所示:
2. 互斥量相关操作函数
互斥量的类型 pthread_mutex_t
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex, const pthread_mutexattr_t *restrict attr);
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);
3.互斥量函数的使用介绍
①pthread_mutex_init
互斥量的类型 pthread_mutex_t
int pthread_mutex_init ( pthread_mutex_t * restrict mutex, const pthread_mutexattr_t * restrict attr) ;
- 初始化互斥量
- 参数 :
- mutex : 需要初始化的互斥量变量
- attr : 互斥量相关的属性,NULL
- restrict : C语言的修饰符,被修饰的指针,不能由另外的一个指针进行操作。
pthread_mutex_t * restrict mutex = xxx;
pthread_mutex_t * mutex1 = mutex;
- 返回值:
成功:返回0
失败:返回非0
以下函数一样
②pthread_mutex_destroy
int pthread_mutex_destroy ( pthread_mutex_t * mutex) ;
- 释放互斥量的资源
③pthread_mutex_lock
int pthread_mutex_lock ( pthread_mutex_t * mutex) ;
- 加锁,阻塞的,如果有一个线程加锁了,那么其他的线程只能阻塞等待
④pthread_mutex_trylock
int pthread_mutex_trylock ( pthread_mutex_t * mutex) ;
- 尝试加锁,如果加锁失败,不会阻塞,会直接返回。
⑤pthread_mutex_unlock
int pthread_mutex_unlock ( pthread_mutex_t * mutex) ;
- 解锁
3.利用互斥锁实现线程同步
# include <stdio.h>
# include <string.h>
# include <pthread.h>
# include <stdlib.h>
# include <unistd.h>
int tickets = 100 ;
pthread_mutex_t mutex;
void * sellticket ( void * arg) {
while ( 1 ) {
pthread_mutex_lock ( & mutex) ;
if ( tickets <= 0 ) {
pthread_mutex_unlock ( & mutex) ;
break ;
}
printf ( "%ld 正在卖第 %d 张票\n" , pthread_self ( ) , tickets -- ) ;
pthread_mutex_unlock ( & mutex) ;
usleep ( 1000 ) ;
}
}
int main ( ) {
pthread_mutex_init ( & mutex, NULL ) ;
pthread_t tid1, tid2, tid3;
pthread_create ( & tid1, NULL , sellticket, NULL ) ;
pthread_create ( & tid2, NULL , sellticket, NULL ) ;
pthread_create ( & tid3, NULL , sellticket, NULL ) ;
pthread_detach ( tid1) ;
pthread_detach ( tid2) ;
pthread_detach ( tid3) ;
pthread_mutex_destroy ( & mutex) ;
pthread_exit ( NULL ) ;
return 0 ;
}