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Linux教程網 >> Linux基礎 >> Linux基礎知識 >> Linux操作系統多線程同步Mutex詳細介紹

Linux操作系統多線程同步Mutex詳細介紹

日期:2017/3/2 15:42:16   编辑:Linux基礎知識
1. 初始化:

在Linux下, 線程的互斥量數據類型是pthread_mutex_t. 在使用前, 要對它進行初始化:

對於靜態分配的互斥量, 可以把它設置為PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER, 或者調用pthread_mutex_init.

對於動態分配的互斥量, 在申請內存(malloc)之後, 通過pthread_mutex_init進行初始化, 並且在釋放內存(free)前需要調用pthread_mutex_destroy.

原型:

int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex, const pthread_mutexattr_t *restric attr);

int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);

頭文件:

返回值: 成功則返回0, 出錯則返回錯誤編號。

說明: 如果使用默認的屬性初始化互斥量, 只需把attr設為NULL. 其他值在以後講解。

2. 互斥操作:

對共享資源的訪問, 要對互斥量進行加鎖, 如果互斥量已經上了鎖, 調用線程會阻塞, 直到互斥量被解鎖。 在完成了對共享資源的訪問後, 要對互斥量進行解鎖。

首先說一下加鎖函數:

頭文件:

原型:

int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);

int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);

返回值: 成功則返回0, 出錯則返回錯誤編號。

說明: 具體說一下trylock函數, 這個函數是非阻塞調用模式, 也就是說, 如果互斥量沒被鎖住, trylock函數將把互斥量加鎖, 並獲得對共享資源的訪問權限; 如果互斥量被鎖住了, trylock函數將不會阻塞等待而直接返回EBUSY, 表示共享資源處於忙狀態。

再說一下解所函數:

頭文件:

原型: int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);

返回值: 成功則返回0, 出錯則返回錯誤編號。

3. 死鎖:

死鎖主要發生在有多個依賴鎖存在時, 會在一個線程試圖以與另一個線程相反順序鎖住互斥量時發生。 如何避免死鎖是使用互斥量應該格外注意的東西。

總體來講, 有幾個不成文的基本原則:

對共享資源操作前一定要獲得鎖。

完成操作以後一定要釋放鎖。

盡量短時間地占用鎖。

如果有多鎖, 如獲得順序是ABC連環扣, 釋放順序也應該是ABC.

線程錯誤返回時應該釋放它所獲得的鎖。

示例:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <errno.h>

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
int lock_var;
time_t end_time;
int sum;

void pthread1(void *arg);
void pthread2(void *arg);
void pthread3(void *arg);

int main(int argc, char *argv[])
{
pthread_t id1,id2,id3;
pthread_t mon_th_id;
int ret;
sum=10;

end_time = time(NULL)+10;
pthread_mutex_init(&mutex,NULL);
ret=pthread_create(&id1,NULL,(void *)pthread1, NULL);
if(ret!=0)
perror("pthread cread1");

ret=pthread_create(&id2,NULL,(void *)pthread2, NULL);
if(ret!=0)
perror("pthread cread2");

ret=pthread_create(&id3,NULL,(void *)pthread3, NULL);
if(ret!=0)
perror("pthread cread3");

pthread_join(id1,NULL);
pthread_join(id2,NULL);
pthread_join(id3,NULL);
exit(0);
}

void pthread1(void *arg)
{
int i;
while(time(NULL) < end_time)
{
if(pthread_mutex_lock(&mutex)!=0) //lock
{
perror("pthread_mutex_lock");
}
else
printf("pthread1:pthread1 lock the variable\n");
for(i=0;i<2;i++)
{
sleep(2);
lock_var++;
}
if(pthread_mutex_unlock(&mutex)!=0) //unlock
{
perror("pthread_mutex_unlock");
}
else
printf("pthread1:pthread1 unlock the variable\n");
sleep(1);
}
}

void pthread2(void *arg)
{
int nolock=0;
int ret;
while(time(NULL) < end_time)
{
ret=pthread_mutex_trylock(&mutex);//try lock
if(ret==EBUSY)
printf("pthread2:the variable is locked by pthread1\n");
else{
if(ret!=0)
{
perror("pthread_mutex_trylock");
exit(1);
}
else
printf("pthread2:pthread2 got lock.The variable is %d\n",lock_var);
if(pthread_mutex_unlock(&mutex)!=0)//unlock
{
perror("pthread_mutex_unlock");
}
else
printf("pthread2:pthread2 unlock the variable\n");
}
sleep(1);
}
}



void pthread3(void *arg)
{/*
int nolock=0;
int ret;
while(time(NULL) < end_time)
{
ret=pthread_mutex_trylock(&mutex);
if(ret==EBUSY)
printf("pthread3:the variable is locked by pthread1 or 2\n");
else
{
if(ret!=0)
{
perror("pthread_mutex_trylock");
exit(1);
}
else
printf("pthread3:pthread3 got lock.The variable is %d\n",lock_var);
if(pthread_mutex_unlock(&mutex)!=0)
{
perror("pthread_mutex_unlock");
}
else
printf("pthread3:pthread2 unlock the variable\n");
}
sleep(3);
}*/
}
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