Linux下執行緒同步物件 1 互斥量

程序是linux資源分配的物件，linux會為程序分配虛擬記憶體（4g）和檔案控制代碼等資源，是乙個靜態的概念。執行緒是cpu排程的物件，是乙個動態的概念。乙個程序之中至少包含有乙個或者多個執行緒。這些執行緒共享該程序空間的記憶體和檔案控制代碼資源，多個執行緒競爭地獲得這些資源。為了防止多個執行緒訪問資源的不一致性，多執行緒程式設計乙個很重要的任務就是控制好執行緒同步。本文簡單介紹一下linux的同步物件和使用時的一些注意事項。

1、互斥量（mutex）

互斥量本質上講是一把鎖，該鎖保護乙個或者一些資源（記憶體或者檔案控制代碼等資料）。乙個執行緒如果需要訪問該資源必須要獲得互斥量，並對其加鎖。這時如果其他執行緒如果想訪問該資源也必須要獲得該互斥量，但是鎖已經加鎖，所以這些程序只能阻塞，直到獲得該鎖的執行緒解鎖。這時阻塞的執行緒裡面有乙個執行緒獲得該互斥量並加鎖，獲准訪問該資源。其他的執行緒繼續阻塞，周而復始。

linux互斥量控制代碼為pthread_mutex_t。可以以pthread_mutex_initializer初始化乙個互斥量，或者呼叫如下函式動態進行初始化：

#include int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex,

const pthread_mutexattr_t *restrict attr);

#include int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);

#include int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);

int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);

pthread_mutex_trylock如果互斥量為未加鎖，則當前執行緒將會獲得該互斥量並加鎖。當互斥量為加鎖狀態，該函式將會立即返回錯誤ebusy，不會阻塞當前執行緒。

互斥量的解鎖函式為pthread_mutex_unlock，這樣將會釋放互斥量資源。

另外注意乙個問題就是互斥量死鎖（dead lock）的問題。當乙個互斥量的時候，不會發生互斥量的問題。當有多個互斥量的時候，有可能發生死鎖。例如：有互斥量a，b。假如第乙個執行緒獲得互斥量a，並加鎖，這時他嘗試獲得互斥量b，但是互斥量b已經加鎖，該執行緒被阻塞，等待互斥量b。同時另外乙個執行緒先獲得互斥量b，並已加鎖。這時嘗試獲得互斥量a，發現互斥量a已經加鎖，則阻塞該執行緒，等待互斥量a。這樣出現兩個執行緒互相等待對方已經獲得的訊號量的問題，都處於阻塞狀態，出現死鎖。那麼怎樣解決這種死鎖問題呢？那就是執行緒以同樣的順序獲得互斥量。第乙個執行緒先獲得互斥量a，再獲得互斥量b；第二個執行緒也以同樣的順序獲得互斥量。這樣就不會出現死鎖的狀態了。

但是在一些結構複雜的程式中，很難保證以同樣的順序獲得互斥量，那麼怎樣解決死鎖問題呢？就是以pthread_mutex_trylock來嘗試獲得互斥量，如果不能獲得互斥量，則釋放已經持有的互斥量。過段時間，再次進行同樣的嘗試，這樣可以避免死鎖。

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