一起talk C栗子吧（第一百一十六回：C语言实例--线程同步之互斥量二）

Posted 2020-06-12 talk_8

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各位看官们，大家好，上一回中咱们说的是线程同步之信号量的例子，这一回咱们继续说该例子。闲话休提，言归正转。让我们一起talk C栗子吧！

我们在上一回中详细介绍了互斥量相关函数的用法，这一回中，我们介绍如何使用这些函数来操作互斥量。

下面是详细的操作步骤：

• 1.定义一个互斥量A，用来同步线程；
• 2.在创建线程的进程中使用pthread_mutex_init函数初始化互斥量，互斥量的属性使用默认值；
• 3.在读取数据的线程中读取数据，首先使用pthread_mutex_lock函数对互斥量A进行加锁操作；然后读取数据，最后使用pthread_mutex_unlock函数对互斥量A进行解锁操作；
• 4.在第写数据的线程中修改数据，首先使用pthread_mutex_lock函数对互斥量A进行加锁操作；然后修改数据，最后使用pthread_mutex_unlock函数对互斥量A进行解锁操作；
• 5.在创建线程的进程中使用pthread_mutex_destroy函数释放互斥量相关的资源；

看官们，正文中就不写代码了，详细的代码放到了我的资源中，大家可以点击这里下载使用。

我们写的代码是在信号量互斥代码的基础上修改而来的，不过我们在代码中使用互斥量代替了信号量。代码中了读/写数据的函数是自己实现的，目的是为了方便说明问题，在这两个函数中都使用了延时操作，目的是为了说明读或者写数据需要一定的时间。

在程序运行时可能会存在这样的情况：

• 读操作还没有完成，就开始写操作，这样会造成读操作读取的数据不准确；
• 写操作还没有完成，就开始读操作，这样会造成读操作读取的数据不准确；

下面是没有使用互斥量时程序的运行结果，请大家参考：

Create first thread         //创建第一个线程
Create second thread        //创建第二个线程
Thread ID::3076062016 -----------S---------- 
[Thread_1] start reading data     //第一个线程开始读取数据（对数据的第一个操作是读操作）
Thread ID::3067669312 -----------S---------- 
[Thread_2] start writing data     //第二个线程开始修改数据
[Thread_1] data = 0               //第一个线程读取到的是共享数据的初始值
[Thread_1] end reading data 
[Thread_2] data = 1               //第二个线程对共享数据进行修改
[Thread_2] end writing data 
[Thread_2] start writing data     
[Thread_1] start reading data     
[Thread_2] data = 2               
[Thread_2] end writing data 
[Thread_1] data = 2 
[Thread_1] end reading data 
[Thread_2] start writing data 
[Thread_2] data = 3 
[Thread_2] end writing data 
[Thread_1] start reading data 
[Thread_2] start writing data 
[Thread_1] data = 3 
[Thread_1] end reading data 
[Thread_2] data = 4 
[Thread_2] end writing data 
Thread ID::3067669312 -----------E----------   //第二个线程结束
[Thread_1] start reading data 
[Thread_1] data = 4 
[Thread_1] end reading data 
Thread ID::3076062016 -----------E----------  //第一个线程结束

从上面的结果中大家可以看到，第二个线程还没有写完数据，第一个线程就开始读取数据，而且读取到的是共享数据的初始化值。可见他读取到的值不是第二个线程修改后的数据，或者说不是准确的数据。再往下看，读取数据的线程和修改数据的线程交替运行，因此线程运行顺序也不正确。由此可见，如果不对线程进行同步操作，那么对共享数据进行操作会生成错误的结果。

下面是使用互斥量同步线程后程序的运行结果，请大家参考：

Create first thread                //创建第一个线程
Create second thread               //创建第二个线程
Thread ID::3075980096 -----------S----------   
[Thread_1] start reading data    //第一个线程开始读取数据（对数据的第一个操作是读操作）
Thread ID::3067587392 -----------S---------- 
[Thread_1] data = 0              //第一个线程读取到的是共享数据的初始值
[Thread_1] end reading data      //第一个线程读取共享数据结束
[Thread_2] start writing data    //第二个线程开始修改共享数据的值
[Thread_2] data = 1              //第二个线程修改了共享数据的值
[Thread_2] end writing data      //第二个线程修改共享数据结束
[Thread_1] start reading data    //第一个线程开始读取共享数据的值
[Thread_1] data = 1              //第一个线程读取到了正确的共享数据的值
[Thread_1] end reading data      //第一个线程读取共享数据结束
[Thread_2] start writing data 
[Thread_2] data = 2 
[Thread_2] end writing data 
[Thread_1] start reading data 
[Thread_1] data = 2 
[Thread_1] end reading data 
[Thread_2] start writing data 
[Thread_2] data = 3 
[Thread_2] end writing data 
[Thread_1] start reading data 
[Thread_1] data = 3 
[Thread_1] end reading data 
[Thread_2] start writing data 
[Thread_2] data = 4 
[Thread_2] end writing data 
Thread ID::3075980096 -----------E----------  //第一个线程结束
Thread ID::3067587392 -----------E----------  //第二个线程结束

从上面的结果中可以看到，第一个线程首先开始读取数据，读取完数据后第二个线程才开始修改数据；此时，第一个线程处于等待状态，直到第二个线程修改完数据后才开始读取数据，它读取到了准确的共享数据。再往下看，读取数据的线程和修改数据的线程依次有序地运行。由此可见，对线程进行同步操作后，对共享数据进行的操作顺序是正确的，从共享数据中读取到的值也是正确的。另外，再对比一下使用信号量对线程的同步操作。对共享数据的第一次操作是写操作，而使用互斥量同步线程时，对共享数据的第一次操作是读操作。正常来讲，肯定是先对数据进行修改，然后才能读数据中的内容。由此可见信号量对线程的运行顺序更加严格一些。

依据我们的经验来看，信号量经常用在计数或者对顺序有严格要求的情况中，而互斥量经常用访问共享资源的情况中。当然了，在同步线程的时候，大家可以依据自己的需要和程序的要求来选择信号量和互斥量。

各位看官，关于线程同步之互斥量的例子咱们就说到这里。欲知后面还有什么例子，且听下回分解 。

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