标签：多线程编程之互斥
一.互斥量（mutex）
多个线程同时访问共享数据时可能会冲突。比如某个线程把某个全局变量增加1，这个操作在某平台需要三条指令完成：
（1）从内存读变量值到寄存器；
（2）寄存器的值加1；
（3）将寄存器的值写会内存。
假设两个线程在多处理器平台上同时执行这三条指令，则可能导致最后变量只加了1次，而不是2次。
程序如下：
1 #include<stdio.h>
2 #include<pthread.h>
3 #define MAX 5000
4 static int g_count=0;
5 void *thread_run(void *arg)
6 {
7 int val=0;
8 int i=0;
9 for(i=0;i<MAX;++i)
10 {
11 val=g_count;
12 printf("pthread id is:%u,count is:%d\n",\
13 pthread_self(),g_count);
14 g_count=val+1;
15 }
16 return NULL;
17 }
18 int main()
19 {
20 pthread_t tid1,tid2;
21 pthread_create(&tid1,NULL,thread_run,NULL);
22 pthread_create(&tid2,NULL,thread_run,NULL);
23 pthread_join(tid1,NULL);
24 pthread_join(tid2,NULL);
25 printf("count final val is:%d\n",g_count);
26 return 0;
27 }
运行结果：
创建两个线程，各自把g_count增加5000次，正常情况下g_count的最后结果应该是10000，但是事实上每次运行该程序的结果都不一样，大概是5000多次。
对于多线程的程序，访问冲突的问题很普遍，解决的办法是引入互斥锁，获得锁的线程可以完成“读——修改——写”的操作，然后释放锁给其他线程，没有获得锁的线程只能等待而不能访问共享数据，这样“读——修改——写”三步操作组成一个原子操作，要么都执行，要么都不执行，不会执行到中间被打断。
mutex的相关操作如下：
返回值：成功返回0，失败返回错误号。
pthread_mutex_init函数初始化的mutex可以用pthread_mutex_destroy销毁。如果mutex变量是静态分配的（全局变量或者static变量），也可以用宏定义PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER来初始化，相当于用pthread_mutex_init初始化并且参数arr为NULL。mutex的加锁和解锁操作如下：
返回值：成功返回0，失败返回错误号。
一个线程可以调用pthread_mutex_lock获得mutex，如果这时另一个线程已经调用了pthread_mutex_lock获得该mutex，则当前进程需要挂起等待，直到另一个线程调用pthread_mutex_unlock释放mutex，当前线程被唤醒，才能获得该mutex并继续执行。
如果一个线程既想获得锁，又不想挂起等待，可以调用pthread_mutex_trylock,如果mutex已经被另一个线程获得，这个函数会失败返回EBUSY，而不会使线程挂起等待。
程序实现如下：
1 #include<stdio.h>
2 #include<pthread.h>
3 #define MAX 5000
4 pthread_mutex_t lock=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
5 static int g_count=0;
6 void *thread_run(void *arg)
7 {
8 int val=0;
9 int i=0;
10 for(i=0;i<MAX;++i)
11 {
12 pthread_mutex_lock(&lock);
13 val=g_count;
14 printf("pthread id is:%u,count is:%d\n",\
15 pthread_self(),g_count);
16 g_count=val+1;
17 pthread_mutex_unlock(&lock);
18 }
19 return NULL;
20 }
21 int main()
22 {
23 pthread_t tid1,tid2;
24 pthread_create(&tid1,NULL,thread_run,NULL);
25 pthread_create(&tid2,NULL,thread_run,NULL);
26 pthread_join(tid1,NULL);
27 pthread_join(tid2,NULL);
28 printf("count final val is:%d\n",g_count);
29 return 0;
30 }
运行结果如下：
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