【C语言】【unix c】线程同步，条件变量，mutex锁，信号量

浅浅的花香味﹌ 2022-06-07 05:35 318阅读 0赞

五、线程同步，条件变量，mutex锁，信号量
        新建的进程和进程中已经存在的进程是异步的
        这些线程会对公共资源竞争。
        怎样解决竞争？
            1、可重入函数
            2、让将异步的线程同步的共享资源
                举例：多个线程资源竞争演示(count.c)
                #include <stdio.h>
                #include <pthread.h>
    
                int count = 1;//在数据段共享资源,多个进程抢资源,这里是临界资源
                void *doit() {
                    int i;
                    int val;
                    for(i = 0; i < 5; i++) {
                    val = count;
                    printf("val=%d\n",val++);
                    printf("tid:%lu\n",pthread_self());
                    count = val;
                    }
                    return NULL;
                }
                int main(void) {
                    pthread_t tid1, tid2;
                    //创建两个线程
                    pthread_create(&tid1,NULL,doit,NULL);
                    pthread_create(&tid2,NULL,doit,NULL);
                    //等待线程汇合
                    pthread_join(tid1,NULL);
                    pthread_join(tid2,NULL);
                    return 0;
                }
            结果为：5000-10000不定
    
        mutex锁：
            mutex是一个互斥的设备
            mutex类型的变量有两种状态：unlocked（不被任何线程拥有），locked（被一个线程拥有）
            一个mutex从来不能被两个线程同时拥有
            如果一个线程想拥有的mutex锁被另外的线程占用，那么这个线程挂起执行，知道另外线程放弃才能得到
    
            对临界资源的访问要遵守三步：
                1、先获取mutex锁
                2、访问临界资源
                3、释放mutex锁
            mutex锁解决临界问题：
                pthread_mutex_init(3)
                静态初始化一个mutex锁：
                    pthread_mutex_t fastmutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
                        pthread_mutex_t:是一个类型，mutex锁的类型
                    int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, const pthread_mutexattr_t *mutexattr);
                        功能：初始化一个mutex
                        参数：
                        mutex：指定要初始化的mutex锁
                        *mutexattr：NULL
                        返回值： 0
                    int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
                        功能：获取mutex锁，如果这个锁不被其他线程占有，立即返回，拥有了这吧锁，将锁的状态改变为locked
                            这把锁已经被其他线程占用，则挂起线程，直到其他线程解锁为止。
                        参数：
                        mutex：指定了要获取的mutex锁
                        返回值：非零 错误
                            0 成功
                    int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);
                        功能：获取mutex锁，在其他线程占有的时候，非阻塞，立即返回，错误，EBUSY
                        参数：
                        mutex:指定要获取的mutex锁
                        返回值：非零 错误
                            0 成功
                    int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);
                        功能：解锁mutex锁
                        参数：
                        mutex：要释放的mutex锁
                        返回值：非零 错误
                            0 成功
                    int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);
                        功能：销毁一个mutex锁
                        参数：
                        mutex：指定要销毁的mutex锁
                        返回值：非零 错误
                            0 成功
            改进count.c 使用mutex锁让进程同步访问临界资源
                #include <stdio.h>
                #include <pthread.h>
    
                int count = 1;//在数据段共享资源,多个进程抢资源,这里是临界资源
                //定义一个mutex锁，定义一个锁应该在全局变量
                pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
                void *doit() {
                    int i;
                    int val;
                    for(i = 0; i < 5; i++) {
                    //在此加锁
                    pthread_mutex_lock(&mutex);
                    val = count;
                    printf("val=%d\n",val++);
                    printf("tid:%lu\n",pthread_self());
                    count = val;
                    //解锁，在for里面可以交替执行，在for外的话只能等for执行完才能执行了
                    pthread_mutex_unlock(&mutex);
                    }
                    return NULL;
                }
                int main(void) {
                    pthread_t tid1, tid2;
                    //创建两个线程
                    pthread_create(&tid1,NULL,doit,NULL);
                    pthread_create(&tid2,NULL,doit,NULL);
                    //等待线程汇合
                    pthread_join(tid1,NULL);
                    pthread_join(tid2,NULL);
                    //销毁mutex锁
                    pthread_mutex_destroy(&mutex);
                    return 0;
                }