執行緒的同步與互斥

一、mutex（互斥量）

·多個執行緒併發的操作共享變數，會帶來問題

例：操作共享變數會有問題的售票系統

為什麼會對賣3張呢?

·if語句判斷條件為真以後，**可以併發的切換到其他執行緒

·sleep這個模擬漫長業務過程，在這個漫長的過程中，可能有其他很多的執行緒進入該**段

·--ticket操作本身就不是乙個原子操作

--操作並不是原子操作，而是對應三條彙編指令

·load：將共享變數ticket從記憶體載入到暫存器中

·update：更新暫存器裡面的值，執行-1操作

解決上面問題就必須做到：

·**必須要有互斥行為，當**進入臨界區執行時，不允許其他執行緒進入該臨界區

·如果多個執行緒同時要求執行臨界區的**，並且臨界區沒有執行緒在執行，那麼只能允許乙個執行緒進入該臨界區

·如果執行緒不在臨界區中執行，那麼該執行緒不能阻止其他執行緒進入臨界區

要做到這三點就必須要有一把鎖。linux上提供的這把鎖叫互斥量

二、互斥量的介面

1、初始化

方法一：靜態分配

pthread_mutex_t mutex = pthread_mutex_initializer;

方法二：動態分配

引數：mutex——要初始化的互斥量

attr——null

2、銷毀互斥量

注意：·使用pthread_mutex_initializer初始化的互斥量不需要銷毀、

·不要銷毀乙個已經加鎖的互斥量

·已經銷毀的互斥量，要確保後面不會有執行緒嘗試加鎖

3、互斥量加鎖和解鎖

返回值：成功返回0，失敗返回錯誤碼

呼叫pthread_mutex_lock會遇到的情況：

·互斥量處於未鎖狀態，該函式會將互斥量鎖定，同時成功返回

·發起函式呼叫時，其他執行緒已經鎖住互斥量，或者存在其他執行緒同時申請互斥量，但沒有競爭到互斥量，那麼pthread_lock呼叫會陷入阻塞，等待互斥量解鎖

改進上面的售票**

三、條件變數

·當乙個執行緒互斥的訪問某個變數時，它可能發現在其它執行緒改變狀態之前，它什麼也做不了

·例如乙個執行緒訪問佇列時，發現隊列為空，它只能等，只到其它執行緒將乙個節點新增到佇列中。這種情況就需要用到條件變數

條件變數函式

1、初始化

引數：cond——要初始化的條件變數

attr——null

2、銷毀

3、等待條件滿足

引數：cond——要在這個條件變數上等待

mutex——互斥量

4、喚醒等待

23 pthread_cond_wait需要互斥量的原因：

（1）條件等待是執行緒間同步的一種手段，如果只有乙個執行緒，條件不滿足，一直等下去都不會滿足，所以必須要有乙個執行緒通過某些操作，改變共享變數，使原先不滿足的條件變得滿足，並且友好的通知等待在條件變數上的執行緒

（2）條件變數不會無緣無故的突然就滿足了，必然會牽扯到共享資料的變化。所以一定要用互斥鎖來保護。沒有互斥鎖就無法安全的獲取和修改共享資料

按照上面的說法，我們設計出：先上鎖，發現條件不滿足，解鎖，然後等待條件變數上

//錯誤的設計
pthread_mutex_lock(&mutex);
while(condition)
pthread_mutex_unlock(&mutex);

·由於解鎖和等待不是原子操作。呼叫解鎖之後pthread_mutex_unlock之前，如果已經有其他執行緒獲取到互斥量，摒棄條件滿足，傳送了訊號，那麼pthread_cond_wait將錯過這個訊號，可能會導致執行緒永遠阻塞在這個pthread_cond_wait。所以解鎖和等待必須是原子操作

·int pthread_cond_wait(pthrad_cond_t *cond,pthread_mutex_t *mutex);進入該函式後，會去看條件變數等於0不？等於，把互斥量變為1，直到cond_wait返回，把條件變數改為1，把互斥量恢復成原來的樣子

五、條件變數的使用範圍

1、等待條件**

pthread_mutex_lock(&mutex)
while(條件為假)
pthread_cond_waiit(cond,mutex);
修改條件
pthread_mutex_unlock(&mutex);

2、給條件傳送訊號**

pthread_mutex_lock(&mutex);
設定條件
pthread_cond_signal(cond);
pthread_mutex_unclock(&mutex);

執行緒的同步與互斥

執行緒同步與互斥

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