线程同步与互斥

时间：2016-04-20 18:12:30 阅读：216 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

标签：线程同步与互斥死锁

一、相关概念：

临界资源：多个进程能够访问的资源

临界区：访问临界资源的一段代码

互斥：独占临界资源

同步：带着顺序性的进程运行，(大部分)建立在互斥的情况下

二元信号量：相当于一把互斥锁

二、线程互斥

1、造成干扰：进程进行均匀切换

2、互斥量（mutex）:

加锁：变为原子

返回值：成功 0；失败错误号。

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; //定义锁

关于安全、性能等注意：加锁的位置

int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex,

const pthread_mutexattr_t *restrict attr); //对 mutex 初始化

// arr:设定mutex属性

int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex); //销毁锁

int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex); // 加锁获取mutex

int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex); // 获锁但并不挂起等待。失败返回 EBUSY.

int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex); // 解锁

若mutex=1,则互斥锁空闲，调用lock 获取锁；若mutex=0，则表示锁已被另一线程获取，调用lock需挂起等待。

#include<stdio.h>
#include<pthread.h>
static int g_count=0;
pthread_mutex_t lock=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; //lock
void* print_bug(void *arg)
{
	int tmp=0,index=0;

	while(index++ < 100)
	{
		tmp=g_count;
		printf("this is thread:%d,g_count:%d\n",(int)arg,tmp++);
		g_count=tmp;
	}
}

int main()
{
	pthread_t tid1,tid2;
	pthread_create(&tid1,NULL,print_bug,(void*)1);
	pthread_create(&tid2,NULL,print_bug,(void*)2);
	
	pthread_join(tid1,NULL);
	pthread_join(tid2,NULL);
	printf("res:%d\n",g_count);
	pthread_mutex_destroy(&lock);
	return 0;
}

运行结果:

... ...

3、死锁：多个执行流因为执行的顺序、方式等需要对方的锁，而对方的锁都被占用，使陷入挂起等待状态。

1）死锁类型：

（1）一般情况下,如果同一个线程先后两次调用lock,在第二次调用时,由于锁已经被占用,该线程会挂起等待别的线程释放锁,然而锁正是被自己占用着的,该线程又被挂起而没有机会释放锁,因此就永远处于挂起等待状态了,这叫做死锁(Deadlock)。

（2）线程A获得了锁1,线程B获得了锁2,这时线程A调用lock试图获得锁2,结果是需要挂起等待线程B释放锁2,而这时线程B也调用lock试图获得锁1,结果是需要挂起等待线程A释放锁1,于是线程A和B都永远处于挂起状态了。

2）死锁必要条件：1、互斥条件（在一段时间内某线程独占该资源）；

2、请求和保持条件（该线程已保持至少一个资源，但又有新的资源请求，而该资源又已被占有，此时请求线程阻塞，但又对自己所占资源保持不变）；

3、不剥夺条件（线程已获得的资源，在未被使用完之前，不能被剥夺，只能在使用完时由自己释放）；

4、环路等待条件（在发生死锁时，必然存在一个线程--资源的环形链）。

#include<stdio.h>
#include<pthread.h>
static int g_count=0;
pthread_mutex_t lock=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; //lock
void* print_bug(void *arg)
{
	int tmp=0,index=0;

	while(index++ < 100)
	{
		pthread_mutex_lock(&lock); //uselock
		tmp=g_count;
		printf("this is thread:%d,g_count:%d\n",(int)arg,tmp++);
		g_count=tmp;
		pthread_mutex_lock(&lock); //unlock
	}
}

int main()
{
	pthread_t tid1,tid2;
	pthread_create(&tid1,NULL,print_bug,(void*)1);
	pthread_create(&tid2,NULL,print_bug,(void*)2);
	
	pthread_join(tid1,NULL);
	pthread_join(tid2,NULL);
	printf("res:%d\n",g_count);
	pthread_mutex_destroy(&lock);
	return 0;
}

运行结果：