问题

如何设置获取互斥量时的等待时间？
如果等待超时，如何避免死锁？

避免死锁 -- 设置等待超时

解决方案：

1、尝试获取第 1 个互斥量：

• 若成功，则转 2 执行；若失败，则等待；

2、尝试在规定时间内获取第 2 个互斥量：

• 若成功，则执行临界区代码
• 若失败，则释放第 1 个互斥量，休眠后转 1 执行

互斥量获取超时 API 函数

"活锁" 解决方案实现

思考

线程获取互斥量失败后究竟发生了什么？

Linux 中的自旋锁

自旋锁也是一种用于保证临界区的原子性的机制

自旋锁与互斥量类似，在任何时刻，最多只能有一个持有者

自旋锁与互斥量在内部机制上不同：

• 互斥量：
  • 如果已经被其他线程持有，则当前线程进入等待状态 (不占用处理器，进入等待队列)
• 自旋锁：
  • 如果已经被其他线程持有，则当前线程一直循环查看自旋锁是否再次可持有

互斥量 vs 自旋锁

应用场景

• 互斥量是一种普适的解决方案，通用性强，副作用小
• 自旋锁是一种特定场景下的解决方案，通用性弱，副作用大

实现机制

• 互斥量涉及线程上下文切换，因此在效率上存在不足 (消耗时间资源)
• 线程一直尝试获取自旋锁，因此不会进入阻塞状态 (消耗处理器资源)

Linux 中的自旋锁 API 函数

自旋锁类型：

• PTHREAD_PROCESS_PRIVATE => 进程内自旋锁 (同一进程中的线程可用)
• PTHREAD_PROCESS_SHARED => 进程间自旋锁 (任意进程的任意线程可用)

下面的多线程程序有问题吗？

自旋锁使用细则

轻量级锁定，即：临界区相对短小，自旋锁持有时间非常短

同一线程不可重复获取自旋锁 (导致死锁)

如果只有一个单核处理器，不建议使用自旋锁

线程一旦获取自旋锁，则不能让出处理器使用权

即：线程 获取锁 到 释放锁 的时间内只有一个执行流

有没有一种可能

存在一种 "锁" 类型：

• 效率高 => 不会轻易发生上下文切换，使得线程进入阻塞状态
• 无死锁 => 不会无限制自旋，适合的时间让出处理器使用权

关于 PTHREAD_MUTEX_ADAPTIVE_NP 类型

一种特殊的互斥量，又名：自适应锁

自适应锁先以自旋的方式持续尝试获取目标锁

当超时未能获取目标锁，则让出处理器使用权，线程进入阻塞状态

自适应锁相对普通互斥量效率更高，相对自旋锁安全性更好

下面的多线程程序有问题吗？