临汾建设局网站,公司标志logo设计免费,开发一款游戏app需要多少钱,爱站网影视排行榜Linux中提供一把互斥锁mutex#xff08;也称之为互斥量#xff09;。每个线程在对资源操作前都尝试先加锁#xff0c;成功加锁才能操作#xff0c;操作结束解锁。资源还是共享的#xff0c;线程间也还是竞争的#xff0c;但通过“锁”就将资源的访问变成互斥操作#xf…Linux中提供一把互斥锁mutex也称之为互斥量。每个线程在对资源操作前都尝试先加锁成功加锁才能操作操作结束解锁。资源还是共享的线程间也还是竞争的但通过“锁”就将资源的访问变成互斥操作而后与时间有关的错误也不会再产生了。但应注意同一时刻只能有一个线程持有该锁。
当A线程对某个全局变量加锁访问B在访问前尝试加锁拿不到锁B阻塞。C线程不去加锁而直接访问该全局变量依然能够访问但会出现数据混乱。所以互斥锁实质上是操作系统提供的一把“建议锁”又称“协同锁”即不加锁也可以访问但是不要这样做建议程序中有多线程访问共享资源的时候使用该机制。但并没有强制限定。因此即使有了mutex如果有线程不按规则来访问数据依然会造成数据混乱。在Linux操作系统中用户层面上编程使用的所有锁都是建议锁不具有强制性因此访问共享数据的所有线程进程都应该先加锁才能访问。
主要应用函数
pthread_mutex_init函数 pthread_mutex_destroy函数
pthread_mutex_lock函数 pthread_mutex_trylock函数
pthread_mutex_unlock函数
以上5个函数的返回值都是成功返回0 失败返回错误号。
pthread_mutex_t 类型其本质是一个结构体。为简化理解应用时可忽略其实现细节简单当成整数看待。pthread_mutex_t mutex; 变量mutex只有两种取值1、0。初始化完成后该值为1加锁后变为0解锁后又变为1。
1pthread_mutex_init函数
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex, const pthread_mutexattr_t *restrict attr);
作用初始化一个互斥锁(互斥量) --- 初值可看作1。参数1传出参数调用时应传 mutex参数2互斥量属性。是一个传入参数通常传NULL选用默认属性线程间共享可参考APUE.12.4同步属性。
restrict关键字只用于限制指针告诉编译器所有修改该指针指向内存中内容的操作只能通过本指针完成。不能通过除本指针以外的其他变量或指针修改。
静态初始化如果互斥锁 mutex 是静态分配的定义在全局或加static关键字修饰可以直接使用宏进行初始化pthead_mutex_t muetx PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER动态初始化局部变量必须采用动态初始化pthread_mutex_init(mutex, NULL)。
2pthread_mutex_destroy函数
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);
作用销毁一个互斥锁即释放资源。
3pthread_mutex_lock函数
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
作用加锁。可理解为将mutex--或-1。
4pthread_mutex_unlock函数
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);
作用解锁。可理解为将mutex 或1。
5pthread_mutex_trylock函数
int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);
作用尝试加锁。lock加锁失败会阻塞等待锁释放。 trylock加锁失败直接返回错误号如EBUSY不阻塞。因此trylock函数要保证能够加锁成功需要采用轮询的方式每隔一段时间去尝试加锁一次与lock的区别就是不阻塞类似于wait与waitpid函数。
lock与unlock lock尝试加锁如果加锁不成功线程阻塞阻塞到持有该互斥量的其他线程解锁为止。unlock主动解锁函数同时将阻塞在该锁上的所有线程全部唤醒至于哪个线程先被唤醒取决于优先级、调度。默认先阻塞、先唤醒。例如T1 T2 T3 T4 使用一把mutex锁。T1加锁成功其他线程均阻塞直至T1解锁。T1解锁后T2 T3 T4均被唤醒并自动再次尝试加锁。
可假想mutex锁 init成功初值为1。 lock 功能是将mutex--。unlock将mutex。
看如下程序该程序是非常典型的由于共享、竞争而没有加任何同步机制导致产生于时间有关的错误造成数据混乱
//线程之间共享资源stdout标准输出
#include stdio.h
#include string.h
#include pthread.h
#include stdlib.h
#include unistd.hpthread_mutex_t mutex; //定义锁全局变量void *tfn(void *arg)
{srand(time(NULL));while (1) {pthread_mutex_lock(mutex); //加锁printf(hello );sleep(rand() % 3); /*模拟长时间操作共享资源导致cpu易主产生与时间有关的错误*/printf(world\n);pthread_mutex_unlock(mutex); //解锁sleep(rand() % 3);}return NULL;
}int main(void)
{int flg 5;pthread_t tid;srand(time(NULL));pthread_mutex_init(mutex, NULL); // mutex1pthread_create(tid, NULL, tfn, NULL);while (flg--) {pthread_mutex_lock(mutex); //加锁printf(HELLO );sleep(rand() % 3);printf(WORLD\n);pthread_mutex_unlock(mutex); //解锁sleep(rand() % 3);}pthread_cancel(tid);pthread_join(tid, NULL);pthread_mutex_destroy(mutex); //销毁注意不要忘记return 0;
}
//采用mutex锁机制的输出情况
[rootlocalhost 02_pthread_sync_test]# ./mutex
HELLO WORLD
hello world
HELLO WORLD
HELLO WORLD
hello world
HELLO WORLD
HELLO WORLD
hello world
hello world
//不采用mutex锁机制的输出情况删除上述程序中的锁
[rootlocalhost 02_pthread_sync_test]# ./mutex
HELLO hello world
WORLD
HELLO hello WORLD
HELLO world
hello world
WORLD
hello HELLO WORLD
HELLO world
WORLD
分析
注意srand( time(NULL) ); rand( )函数的用法产生非假随机数两个线程while中两次printf前后分别加lock和unlock。如果将unlock挪至第二个sleep函数后面发现交替现象很难出现。这是因为线程在操作完共享资源后本应该立即解锁但修改后线程抱着锁睡眠。睡醒解锁后又立即加锁这两个库函数本身不会阻塞。所以在这两行代码之间失去cpu的概率很小。因此另外一个线程很难得到加锁的机会。因此在访问共享资源前加锁访问结束后立即解锁。锁的“粒度”应越小越好。
