Linux 多线程同步机制:互斥量信号量条件变量

Posted 2020-10-30

互斥量：互斥量提供对共享资源的保护访问，它的两种状态：lock和unlock,用来保证某段时间内只有一个线程使用共享资源，互斥量的数据类型是pthread_mutex_t
主要涉及函数：pthread_mutex_lock() pthread_mutex_trylock() pthread_mutex_unlock()
Pthreaf_mutex_init() pthread_mutex_destroy()
lock与unlock之间所锁定的区域为临界区域(如果只加锁不解锁程序会阻塞等待)
信号量：信号量是一个特殊的整数值，主要用来控制多个线程（进程）对临界资源的互斥访问，线程根据信号量来判断是否有访问的资源，信号量是一种线程同步机制，信号量与信号不同。
信号量是一个计数器，可用于同步多线程对共享数据对象得访问，为了获得共享资源，线程需要执行以下操作：
1、测试控制该资源的信号量
2、若此信号量的值为正，则线程可以使用该资源，线程将信号量值减1，表示它使用了一个资源单位
3、若此信号量的值为0，则线程进入睡眠状态，直至信号量值大于0。当线程被唤醒后，它返回至第1步。
条件变量: 只用互斥量很可能会引起死锁，为此引入了条件变量，条件变量允许线程阻塞和等待另一个线程发送的信号，使用条件变量可以以原子方式阻塞线程，直到满足某个条件为止，可以避免忙等。
条件变量常和互斥锁一起使用，互斥量主要用来保证对临界区的互斥进入，而条件变量则用于线程的阻塞等待，互斥锁定进入临界区以后，若条件不满足，线程便转为等待状态，等待条件满足后被唤醒执行，否则继续执行，执行完后开锁
条件变量的数据类型是pthread_cond_t
主要涉及函数：pthread_cond_init() pthread_cond_signal() pthread_cond_wait()
Pthread_cond_timewait() pthread_cond_broadcast()
Pthread_cond_wait()函数作用：
1.先对传入的互斥量mutex解锁(自动释放即解锁)
2.再wait阻塞等待（阻塞被别的线程的pthread_cond_singal()唤醒后必须先加锁再执行）

读写锁rwlock:
分为：rdlock(读锁)：只要没有线程持有某个给定的读写锁用于写，那么任意数目的线程可以持有该读写锁用于读，共享锁
wrlock(写锁)：仅当没有线程持有某个给定的读写锁用于读或者写时，才能分配该读写锁用于写，独占锁
pthread_rwlock_t rwlock=PTHREAD_RWLOCK_INITIALIZER;(初始化读写锁)
pthread_rwlock_rdlock(&rwlock):分配读锁
pthread_rwlock_wrlock(&rwlock):分配写锁
pthread_rwlock_unlock(&rwlock):解锁（只有解读写锁）

写锁解锁后多个线程在同等条件下分配读锁和写锁时先分配写锁（优先考虑分配写锁，但这不是必须的（系统不同））