多线程同步之互斥量

编程我只用CPP

2019 年 04 月 19 日

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编程语言

一、互斥量

互斥量的本身是一把锁，在访问共享资源时前对互斥量加锁，访问完成后释放。在对互斥量加锁后，其他线程如果想再次加锁，操作会被阻塞，直到锁被释放为止。

创建互斥量和销毁互斥量的函数定义：

#include <pthread.h>

int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex,
      const pthread_mutexattr_t *restrict attr);
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);

也可以直接使用宏定义PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER完成对锁的初始化：

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

对互斥量加锁和解锁：

#include <pthread.h>

int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);

其中，pthread_mutex_trylock()会尝试对互斥量加锁，如果此时互斥量没有被锁住，加锁成功。如果互斥量已经被其他线程锁住了，返回EBUSY。还有一个可以执行超时加锁的函数：

#include <pthread.h>
#include <time.h>

int pthread_mutex_timedlock(pthread_mutex_t *restrict mutex,
        const struct timespec *restrict abs_timeout);

对加锁设置超时时间，如果在指定时间内，加锁不成功（即锁还没有被释放或者释放了又被其他线程抢占了），加锁失败，直接返回，不阻塞线程了。

二、使用示例

分别创建50个线程，每个线程对全局变量n执行1000次自加操作：

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include "log.h"

static int n = 0;

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

// 线程函数
void *f(void *args) {
    int idx = 0;
    // n自加1000次
    while (idx++ < 1000) {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        n++;
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
    }
    return 0;
}

int main() {
    int i;
    pthread_t ts[50];
    // 创建50个线程
    for (i = 0; i < 50; i++) {
        pthread_create(&ts[i], 0, f, 0);
    }

    // 回收线程
    for (i = 0; i < 50; i++) {
        pthread_join(ts[i], 0);
    }

    pthread_mutex_destroy(&mutex);
    info("n = %d\n", n);

    return 0;
}

执行结果：