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互斥锁
互斥锁通过锁机制来实现线程同步#xff0c;同一时刻只允许一个线程执行一个关键部分的代码
一下是操作互斥锁的函数#xff0c;均声明在pthread.h中。 pthread_mutex_init#xff08;初始…这一节主要是解决共享资源的处理。操作系统里也讲过互斥、锁之类的概念。
互斥锁
互斥锁通过锁机制来实现线程同步同一时刻只允许一个线程执行一个关键部分的代码
一下是操作互斥锁的函数均声明在pthread.h中。 pthread_mutex_init初始化互斥锁 int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, const pthread_mutexattr_t *attr); 该函数用于初始化互斥锁其中mutex是指向互斥锁的指针attr是指向互斥锁属性的指针。如果不需要特殊属性可以将attr参数设置为NULL。 pthread_mutex_destroy销毁互斥锁 int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex); 该函数用于销毁互斥锁释放相关资源。在互斥锁使用完毕后应该调用该函数来进行清理操作。函数成功执行时返回0. pthread_mutex_lock加锁 int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex); 该函数用于尝试获得互斥锁的所有权。如果互斥锁已经被其他线程占用调用线程将被阻塞直到互斥锁可用。 pthread_mutex_unlock解锁 int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex); 该函数用于释放互斥锁与加锁的必须是同一线程允许其他线程获得该互斥锁的所有权。应该在对共享资源的访问完成后调用该函数。 pthread_mutex_trylock尝试加锁 int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex); 该函数尝试获得互斥锁的所有权但如果锁已经被其他线程占用则不会阻塞而是立即返回错误EBUSY。可以利用这个函数来实现非阻塞的加锁操作。 互斥锁的初始化可以用静态赋值法将一个宏结构赋给mutex
pthread_mutex_t mutexPTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
或者是用初始化函数不过用之前还要先了解pthread_mutexattr_t怎么用。 pthread_mutexattr_t mutexattr;pthread_mutexattr_init(mutexattr);pthread_mutexattr_settype(mutexattr,PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE);
这样算是设定好了锁的属性。属性一般是以下几种 PTHREAD_MUTEX_NORMAL 普通互斥锁不允许递归锁。对同一线程多次调用 pthread_mutex_lock 会导致死锁。 PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE 允许同一线程多次获得互斥锁使用嵌套锁。线程每成功调用一次 pthread_mutex_lock必须调用相同次数的 pthread_mutex_unlock 才能释放锁。如果是不同线程请求则在解锁时重新竞争 PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK 提供错误检查如果同一线程重复调用 pthread_mutex_lock会返回错误EDEADLK。 PTHREAD_MUTEX_DEFAULT 默认类型通常等同于 PTHREAD_MUTEX_NORMAL。 注意:加锁时不论哪种类型的锁都不可能被两个不同的线程同时得到其中一个必须等待解锁。在同一进程中的线程如果加锁后没有解锁则其他线程将无法再获得该锁。
示例代码
以下代码演示了互斥锁保护全局变量的用法
pthread_mutex_t number_mutex;
int globalnumber;
void write_globalnumber(){pthread_mutex_lock(number_mutex);globalnumber;pthread_mutex_unlock(number_mutex);
}
int read_globalnumber(){int temp;pthread_mutex_lock(number_mutex);tempglobalnumber;pthread_mutex_unlock(number_mutex);return temp;
}
还是很好懂的在读写之前上锁操作完之后解锁。
条件变量
条件变量是利用线程间共享的全局变量进行同步的一种机制。 条件变量宏观上类似if语句 符合条件就能执行某段程序否则只能等待条件成立。
使用条件变量主要包括两个动作一个等待使用资源的线程等待“条件变量被设置为真”另一个线程在使用完资源后“设置条件为真”这样就可以保证线程间的同步了。这样就存在一个关键问题就是要保证条件变量能被正确的修改条件变量要收到特殊的保护。实际使用中互斥锁扮演者这样的一个保护者的角色。Linux提供了一系列对条件变量操作的函数 pthread_cond_init: int pthread_cond_init(pthread_cond_t *cond, const pthread_condattr_t *attr); 该函数用于初始化条件变量。pthread_cond_t 是条件变量的类型attr 是条件变量的属性通常可以设置为 NULL 表示默认属性。 pthread_cond_destroy: int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond); 该函数用于销毁条件变量。在条件变量不再使用时调用以释放相关资源。 pthread_cond_wait: int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *cond, pthread_mutex_t *mutex); 这个函数使线程等待条件变量的信号。在调用这个函数之前线程通常需要先获取一个互斥锁mutex然后在等待条件变量的时候会释放这个互斥锁。 pthread_cond_timedwait: int pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *cond, pthread_mutex_t *mutex, const struct timespec *abstime); 类似于 pthread_cond_wait但是它在指定的时间abstime之后超时返回。abstime 是一个绝对时间。 pthread_cond_signal: int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond); 该函数用于发送信号给一个正在等待条件变量的线程唤醒其中一个。通常在某个条件变为真的时候调用。 pthread_cond_broadcast: int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond); 该函数用于发送信号给所有正在等待条件变量的线程唤醒它们。通常在某个条件变为真的时候调用。 和互斥锁一样条件变量的初始化也可以用静态赋值法
pthread_cond_t condPTHREAD_COND_INITIALIZER;
还有一种方式自然是用初始化函数一般attr都是空指针
pthread_cond_wait函数书房由mutex指向的互斥锁同时使当前线程关于cond指向的条件变量阻塞直到条件被信号唤醒。通常条件表达式在互斥锁的保护下求值如果条件表达式为假那么线程基于条件变量阻塞。当一个线程改变条件变量的值时条件变量获得一个信号使得等待条件变量的线程退出阻塞状态。 线程被条件变量阻塞后可通过两个函数激活。
signal只激活一个等待的线程存在多个的话按入队顺序激活broadcast激活所有等待的线程
清除函数destory只有在没有线程等待该条件变量的时候才能清除否则返回EBUSY
说了这么多其实也不知道应该怎么用看下面的代码
示例代码
#includestdio.h
#includestdlib.h
#includeunistd.h
#includepthread.h
pthread_mutex_t mutexPTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_cond_t condPTHREAD_COND_INITIALIZER;
void cleanup_handler(void *arg) {pthread_mutex_unlock((pthread_mutex_t *)arg);
}
void *thread1(void *arg){pthread_cleanup_push(cleanup_handler,mutex);//这个在上一篇文章有讲过while (1){printf(thread1 is running\n);pthread_mutex_lock(mutex);pthread_cond_wait(cond,mutex);printf(thread1 applied the condition\n);pthread_mutex_unlock(mutex);sleep(4);}pthread_cleanup_pop(0);}
void *thread2(void *arg){while(1){printf(thread2 is running\n);pthread_mutex_lock(mutex);pthread_cond_wait(cond,mutex);printf(thread2 applied the condition\n);pthread_mutex_unlock(mutex);sleep(1);}
}
int main(){pthread_t tid1,tid2;printf(condition variable study!\n);pthread_mutex_init(mutex,nullptr);pthread_cond_init(cond,nullptr);pthread_create(tid1,nullptr,thread1,nullptr);pthread_create(tid2,nullptr,thread2,nullptr);do{pthread_cond_signal(cond);}while (1);}
执行片段 这个具体是怎么执行的呢首先线程1给mutex上锁然后执行pthread_cond_wait这时候mutex就解锁了同时线程1或阻塞所以线程2先打印了applied这句话然后cond会收到主线程发来的signal信号这时候线程1就被唤醒了它也继续执行。
其实最好来说pthread_mutex_unlock不需要主动调用因为wait函数本身就会解锁了而且这样反而有可能会破互斥量的上锁情况。所以可以把unlock那两行注释掉。
clean的那段代码考虑的是上锁但是wait函数被取消的情况这种情况下会一直上锁所以让退出回调函数解锁有备无患。
条件变量都是需要配合互斥量一起使用的这样可以防止多个线程请求wait函数。 还有一小节是关于异步信号的不过书上就讲了几行估计不太重要吧 文章转载自： http://www.morning.kbqqn.cn.gov.cn.kbqqn.cn http://www.morning.xdjsx.cn.gov.cn.xdjsx.cn http://www.morning.wqkfm.cn.gov.cn.wqkfm.cn http://www.morning.c7625.cn.gov.cn.c7625.cn http://www.morning.mwhqd.cn.gov.cn.mwhqd.cn http://www.morning.dkgtr.cn.gov.cn.dkgtr.cn http://www.morning.qmwzz.cn.gov.cn.qmwzz.cn http://www.morning.ptdzm.cn.gov.cn.ptdzm.cn http://www.morning.cpkcq.cn.gov.cn.cpkcq.cn http://www.morning.ybshj.cn.gov.cn.ybshj.cn http://www.morning.kjmws.cn.gov.cn.kjmws.cn http://www.morning.nmrtb.cn.gov.cn.nmrtb.cn http://www.morning.xnnxp.cn.gov.cn.xnnxp.cn http://www.morning.jrqcj.cn.gov.cn.jrqcj.cn http://www.morning.synkr.cn.gov.cn.synkr.cn http://www.morning.rswfj.cn.gov.cn.rswfj.cn http://www.morning.djbhz.cn.gov.cn.djbhz.cn http://www.morning.gqjwz.cn.gov.cn.gqjwz.cn http://www.morning.tkxr.cn.gov.cn.tkxr.cn http://www.morning.kwqwp.cn.gov.cn.kwqwp.cn http://www.morning.zttjs.cn.gov.cn.zttjs.cn http://www.morning.jkmjm.cn.gov.cn.jkmjm.cn http://www.morning.qzdxy.cn.gov.cn.qzdxy.cn http://www.morning.tongweishi.cn.gov.cn.tongweishi.cn http://www.morning.rhmt.cn.gov.cn.rhmt.cn http://www.morning.jbfjp.cn.gov.cn.jbfjp.cn http://www.morning.rgpbk.cn.gov.cn.rgpbk.cn http://www.morning.ktxd.cn.gov.cn.ktxd.cn http://www.morning.rnxw.cn.gov.cn.rnxw.cn http://www.morning.sldrd.cn.gov.cn.sldrd.cn http://www.morning.wmpw.cn.gov.cn.wmpw.cn http://www.morning.ghgck.cn.gov.cn.ghgck.cn http://www.morning.rbgqn.cn.gov.cn.rbgqn.cn http://www.morning.etsaf.com.gov.cn.etsaf.com http://www.morning.qnzpg.cn.gov.cn.qnzpg.cn http://www.morning.tnfyj.cn.gov.cn.tnfyj.cn http://www.morning.yqyhr.cn.gov.cn.yqyhr.cn http://www.morning.rxlk.cn.gov.cn.rxlk.cn http://www.morning.gwjqq.cn.gov.cn.gwjqq.cn http://www.morning.rqkk.cn.gov.cn.rqkk.cn http://www.morning.lgkbn.cn.gov.cn.lgkbn.cn http://www.morning.junmap.com.gov.cn.junmap.com http://www.morning.lfdrq.cn.gov.cn.lfdrq.cn http://www.morning.wdpt.cn.gov.cn.wdpt.cn http://www.morning.trzzm.cn.gov.cn.trzzm.cn http://www.morning.rkhhl.cn.gov.cn.rkhhl.cn http://www.morning.zplzj.cn.gov.cn.zplzj.cn http://www.morning.gwjsm.cn.gov.cn.gwjsm.cn http://www.morning.brlcj.cn.gov.cn.brlcj.cn http://www.morning.clhyj.cn.gov.cn.clhyj.cn http://www.morning.ghxzd.cn.gov.cn.ghxzd.cn http://www.morning.nwgkk.cn.gov.cn.nwgkk.cn http://www.morning.hwnqg.cn.gov.cn.hwnqg.cn http://www.morning.bpmnl.cn.gov.cn.bpmnl.cn http://www.morning.lfbzg.cn.gov.cn.lfbzg.cn http://www.morning.xjbtb.cn.gov.cn.xjbtb.cn http://www.morning.rybr.cn.gov.cn.rybr.cn http://www.morning.wrdlf.cn.gov.cn.wrdlf.cn http://www.morning.yqjjn.cn.gov.cn.yqjjn.cn http://www.morning.wflsk.cn.gov.cn.wflsk.cn http://www.morning.czzpm.cn.gov.cn.czzpm.cn http://www.morning.cnqdn.cn.gov.cn.cnqdn.cn http://www.morning.pqbkk.cn.gov.cn.pqbkk.cn http://www.morning.pljxz.cn.gov.cn.pljxz.cn http://www.morning.jqkjr.cn.gov.cn.jqkjr.cn http://www.morning.nrbqf.cn.gov.cn.nrbqf.cn http://www.morning.wjzzh.cn.gov.cn.wjzzh.cn http://www.morning.rhwty.cn.gov.cn.rhwty.cn http://www.morning.kdpal.cn.gov.cn.kdpal.cn http://www.morning.fncgw.cn.gov.cn.fncgw.cn http://www.morning.dwfzm.cn.gov.cn.dwfzm.cn http://www.morning.jfjbl.cn.gov.cn.jfjbl.cn http://www.morning.wklrz.cn.gov.cn.wklrz.cn http://www.morning.gfqjf.cn.gov.cn.gfqjf.cn http://www.morning.hkshy.cn.gov.cn.hkshy.cn http://www.morning.frxsl.cn.gov.cn.frxsl.cn http://www.morning.wrysm.cn.gov.cn.wrysm.cn http://www.morning.yltnl.cn.gov.cn.yltnl.cn http://www.morning.yrjym.cn.gov.cn.yrjym.cn http://www.morning.tgbx.cn.gov.cn.tgbx.cn
