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:

mutex.png

三、死锁

当多个线程之间,对多个锁产生不同的竞争关系时,就有可能发生死锁现象。

注意:死锁只会发生在一个线程试图锁住另一个线程以相反顺序锁住的互斥量

例如此时有A/B两个锁,t1t2两个线程分别执行以下抢占:

  1. t1对A加锁,t2对B加锁,两者都加锁成功
  2. t2再对A加锁,t1对B加锁,此刻t1会等待t2释放B锁,而t2又要等待t1先释放A锁,此时产生死锁。
最后修改:2019 年 12 月 28 日
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