C++笔记--Linux编程(14)-线程同步

Posted 2021-09-04 xiangjai

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线程同步技术

说明

互斥锁 

加锁和解锁函数 

使用mutex线程同步示例

读写锁

读写锁状态

读写锁特性

读写锁示例

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线程同步技术

说明

        线程共享进程的内存空间，打开的文件描述符，全局变量。

        当有多个线程同时访问一块内存空间或者一个变量、一个文件描述符，如果不加控制，那么可能会出现意想不到的结果。

互斥锁 

        互斥(mutex)是相互排斥的意思，它是一种锁或者信号灯。

        互斥用来保护多个线程共享的数据和结构不会被同时修改，一个互斥锁只能有两个状态

                 locked---加锁

                unlocked---解锁

        加锁后互斥不让其他线程访问。

        任何时刻只能有一个线程来掌握某个互斥上锁。

        一个线程如果试图在一个已经加锁的互斥上再加锁，这个线程会被挂起，直到加锁的线程释放掉互斥锁为止。  

加锁和解锁函数 

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);

PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER是初始化一个快速锁的宏定义。

pthread_mutex_lock用于给mutex加锁。

pthread_mutex_unlock用于给mutex解锁。

需引入pthread.h

使用mutex线程同步示例

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
void *func(void *arg)
{
	pthread_mutex_lock(&mutex);
	int *a = (int *)arg;
	printf("thread%d start\\n", *a);
	int i;
	for(i=0;i<10;i++)
	{
		printf("thread%d is running\\n", *a);
		sleep(1);
	}
	printf("thread%d end\\n", *a);
	pthread_mutex_unlock(&mutex);
	pthread_exit(NULL);
}
int main(int arg, char * args[])
{
	printf("process start\\n");
	pthread_t thr_d1, thr_d2;
	int i[2];
	i[0] = 1; i[1] =2;
	pthread_create(&thr_d1, NULL, func, &i[0]);
	pthread_create(&thr_d2, NULL, func, &i[1]);
	pthread_join(thr_d1, NULL);
	pthread_join(thr_d2, NULL);
	printf("process end\\n");
	return 0;
}

读写锁

 与互斥锁类似，但读写允许更高的并行性。其特点：写独占，读共享

读写锁状态

 具备三种状态：

        1. 读模式下加锁状态(读锁)

        2. 写模式下加锁状态(写锁)

        3. 不加锁状态

读写锁特性

        1. 读写锁是“写模式加锁”时，解锁前，所有对该锁加锁的线程都会被阻塞

        2. 读写锁是“读模式加锁”时，如果线程以读模式对其加锁会成功；如果线程以写模式加锁会阻塞

读写锁示例

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// Created by xiangjia on 2021/8/8.
//
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "unistd.h"
#include "pthread.h"
int beginnum = 100;

pthread_rwlock_t rwlock = PTHREAD_RWLOCK_INITIALIZER;

void* thr_write(void *arg) {
    while(1) {
        pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);
        printf("--%s--self--%lu--%d\\n", __FUNCTION__, pthread_self(), beginnum++);
        sleep(2);
        pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
        sleep(3);
    }
}

void* thr_read(void*arg) {
    while (1) {
        pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);
        printf("--%s--self--%lu--%d\\n", __FUNCTION__, pthread_self(), beginnum++);
        sleep(2);
        pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
        sleep(3);
    }
}

int main() {
    int n=8,i=0;
    pthread_t tid[8];
    for(i=0; i<5; i++) {
        pthread_create(&tid[i], NULL, thr_read, NULL);
    }
    for(; i<8; i++) {
        pthread_create(&tid[i], NULL, thr_write, NULL);
    }

    for(i=0; i<8; i++) {
        pthread_join(tid[i], NULL);
    }

    return 0;
}