pthread的互斥量和自旋鎖

一、自旋鎖與互斥量的區別

在多處理器環境中，自旋鎖最多只能被乙個可執行執行緒持有。如果乙個可執行執行緒試圖獲得乙個被爭用(已經被持有的)自旋鎖，那麼該執行緒就會一直進行忙等待，自旋，也就是空轉，等待鎖重新可用。如果鎖未被爭用，請求鎖的執行執行緒便立刻得到它，繼續執行。乙個被爭用的自旋鎖使得請求它的執行緒在等待鎖重新可用時自旋，特別的浪費cpu時間，所以自旋鎖不應該被長時間的持有。實際上，這就是自旋鎖的設計初衷，在短時間內進行輕量級加鎖。

訊號量和讀寫訊號量適合於保持時間較長的情況，它們會導致呼叫者睡眠，因此只能在程序上下文使用而不能在中斷上下文使用，因為中斷的上下文不允許休眠（trylock可以），因此在中斷上下文只能使用自旋鎖。

自旋鎖保持期間是搶占失效的（核心不允許被搶占），而訊號量和讀寫訊號量保持期間是可以被搶占的。

自旋鎖保護的臨界區預設是可以相應中斷的，但是如果在中斷處理程式中請求相同的自旋鎖，那麼會發生死鎖（核心自旋鎖可以關閉中斷）。

二、互斥量

互斥量初始化：動態初始化和編譯期初始化

int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex,

const pthread_mutexattr_t *restrict attr);

pthread_mutex_t mutex = pthread_mutex_initializer;

動態初始化是通過呼叫pthread_mutex_init函式實現的，如果是動態初始化為了防止初始化期間競爭，通常使用下面的方式

static pthread_once_t foo_once = pthread_once_init;
static pthread_mutex_t foo_mutex;
void foo_init()
void foo()

互斥量屬性

int pthread_attr_init(pthread_attr_t* attr);//初始化執行緒屬性物件

int pthread_attr_destroy(pthread_attr_t * attr);//銷毀執行緒屬性物件，被銷毀的執行緒屬性物件只有再次初始化之後才能使用

下面的函式用於獲取和設定執行緒屬性物件的某個屬性

int pthread_mutexattr_init(pthread_mutexattr_t* attr);

int pthread_mutexattr_destroy(pthread_mutexattr_t* attr);

int pthread_mutexattr_getshared(const pthread_mutexattr_t* attr, int* pshared);

int pthread_mutexattr_setshared(pthread_mutexattr_t* attr, int* pshared);

pthread_process_shared：互斥鎖可以被跨程序共享

pthread_process_private：只能被初始化執行緒所屬的程序中的執行緒共享

int pthread_mutexattr_gettype(const pthread_mutexattr_t* attr, int* type);

int pthread_mutexattr_settype(pthread_mutexattr_t* attr, int type);

pthread_mutex_nomal：

公平鎖，對乙個已經加鎖的普通鎖再次加鎖，將引發死鎖;對乙個已經被其他執行緒加鎖的普通鎖解鎖，或者對乙個已經解鎖的普通鎖再次解鎖，將導致不可預期的後果。

pthread_mutex_errorcheck：檢錯鎖，對乙個已經加鎖的檢錯鎖再次加鎖，則加鎖操作返回edeadlock。對乙個已經被其他執行緒加鎖的檢錯鎖解鎖，或者對乙個已經解鎖的檢錯鎖再次解鎖，則解鎖操作返回eperm。

pthread_mutex_recursive：巢狀鎖，錯誤使用返回eperm

pthread_mutex_default：跟nomal差不多。

互斥量操作

對鎖的操作主要包括加鎖 pthread_mutex_lock()、解鎖pthread_mutex_unlock()和測試加鎖 pthread_mutex_trylock()三個。

int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex)

int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex)

int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex)

pthread_mutex_trylock()語義與pthread_mutex_lock()類似，不同的是在鎖已經被佔據時返回ebusy而不是掛起等待

注意：

1、執行緒在阻塞等待互斥量的時候可以響應訊號，從訊號處理函式返回之後會依然阻塞等待訊號量，這點與阻塞系統呼叫不同（返回-1，errno=eint）。

2、執行緒在獲取互斥量之後可能被取消（pthread_cancel），因此必須配合使用pthread_cleanup_push / pthread_cleanup_pop系統呼叫釋放以獲取的互斥量。

三、自旋鎖

自旋鎖初始化

int pthread_spin_destroy(pthread_spinlock_t *lock);

int pthread_spin_init(pthread_spinlock_t *lock, int pshared);

如果想要使用自旋鎖同步多程序，那麼設定pshared=pthread_process_shared，然後在程序共享記憶體中分配pthread_spinlock_t 物件即可（pthread_mutex_t亦如此）。

自旋鎖操作

int pthread_spin_lock(pthread_spinlock_t *lock);

int pthread_spin_trylock(pthread_spinlock_t *lock);

int pthread_spin_unlock(pthread_spinlock_t *lock);

pthread的互斥量和自旋鎖

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自旋鎖和互斥鎖

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