Linux 线程编程2.0——线程同步-互斥锁

Posted 2020-11-20 it8343

        当我们需要控制对共享资源的存取的时候，可以用一种简单的加锁的方法来控制。我们可以创建一个读/写程序，它们共用一个共享缓冲区，使用互斥锁来控制对缓冲区的存取。　

　　函数 pthread_mutex_init()用来生成一个互斥锁。其函数原型如下：

 

#include<pthread.h>

 

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

 

第一个参数是互斥变量的地址，第二个参数设置互斥变量的属性，大多数情况下.选择默认属性，则传入空指针 NULL。

 

　　Pthread_mutex_lock()函数声明开始用互斥锁上锁，此后的代码直至调用 pthread_mutex_ unlock()为止，均被上锁，即同一时间只能被一个线程调用执行。当一个线程执行到 pthread_mutex_lock()处时，如果该锁此时被另一个线程使用，那么此线程被阻塞，线程一直阻塞知道另一个线程释放此互斥锁。这两个函数原型是：

 

　int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex)；

 

　int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex)；

 

　　两个函数的参数都是互斥变量的地址。函数执行成功返回 0，否则返回错误号。

 

　　互斥锁使用很方便，但是有一个缺点是使用互斥锁的过程中很有可能会出现死锁：两个线程试图同时占有两个资源，并按不同的次序锁定相应的互斥锁，例如两个线程都需要锁定互斥锁 l 和互斥锁 2，A 线程锁定了互斥锁 l，B 线程了锁定互斥锁 2，此时如果 A 线程在解除互斥锁 l 之前又去锁定互斥锁 2，而 B 恰好又需要去锁定互斥锁 l，这时就出现了死锁。看起来像是绕口令，通俗一点的来解释：线程 A 和线程 B 都需要独占使用 2 个资源，但是他们都分别先占据了一个资源，然后有相互等待另外一个资源的释放，这样的形成了一个死锁。此时我们可以使用函数 pthread_mutex_trylock()，它是函数 pthread_mutex_lock()的非阻塞函数，当它发现死锁不可避免时，它会通过 errno 返回 EBUSY，我们可以针对死锁做出相应的处理。Pthread_mutex_try_lock()的函数原型是：

 

int  pthread_mutex _trylock( pthread_mutex_t*mutex)；

 

　　当互斥锁不再使用的时候，应当释放互斥变量，函数 pthread _mutex.destory()用来释放一个互斥变量。

代码：

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

char buffer[128];
int buffer_has_data=0;
pthread_mutex_t mutex;

void write_buffer (char *data)
{
    /* 锁定互斥锁*/
    pthread_mutex_lock (&mutex);
    if (buffer_has_data == 0)
    {
        sprintf( buffer, "%s", data);
        buffer_has_data=1;
    }
    /* 打开互斥锁*/
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
}

void  read_buffer(void)
{
    while(1){
        /* 锁定互斥锁*/
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        if(buffer_has_data == 1)
        {
            printf("Read buffer, data = [%s]
", buffer);
            buffer_has_data=0;
        }
        /* 打开互斥锁*/
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        sleep(1);
    }
}

int main ( int argc, char **argv )
{
    char input[128];
    pthread_t reader;
    /* 用默认属性初始化一个互斥锁对象*/
    pthread_mutex_init( &mutex, NULL );
    pthread_create(&reader, NULL, (void *)(read_buffer), NULL);
    while( 1 )
    {
        scanf( "%s", input );
        write_buffer( input );
    }
    return 0;
}