pthread 同步機制

1.互斥量

互斥量mutex是mutual-exclusion簡寫，通過互斥量可以保證資料在同一時刻只能被乙個執行緒訪問，其他執行緒阻塞，鎖住互斥量的執行緒釋放互斥量時，阻塞在互斥量上的執行緒都被喚醒，競爭這個互斥量，最終只有乙個執行緒獲得互斥量鎖定繼續執行，其他執行緒繼續進入阻塞狀態。

互斥量用pthread_mutex_t mutex = pthread_mutex_initializer 或者

int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex,

const pthread_mutexattr_t *restrict attr)

進行初始化，前者用於靜態初始化，後者用於對malloc分配的記憶體初始化。

互斥量用int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex)銷毀。

int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex)鎖住互斥量mutex，如果有執行緒已經鎖住互斥量mutex，當前執行緒阻塞。連續兩次呼叫會造成當前執行緒和其他等待互斥量mutex的執行緒死鎖。

int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex)嘗試鎖住互斥量mutex，如果有執行緒已經鎖住互斥量mutex，立即返回ebusy。連續兩次呼叫不會造成死鎖。

int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex)解鎖互斥量mutex，前提是當前執行緒已經鎖住互斥量mutex。

在使用互斥量進行執行緒同步的時候，避免死鎖的方法有兩種：

(1)規定多個互斥量加所的秩序

(2)執行緒需要鎖定多個互斥量時，用pthread_mutex_lock鎖住第乙個互斥量，然後用pthread_mutex_trylock嘗試鎖住其他互斥量，如果嘗試失敗就回溯解鎖上乙個鎖住的互斥量。

方法1使用簡單，在互斥量不多、系統簡單的情況下很實用，效率很高，但是當系統比較複雜時，往往很難嚴格規定互斥量的加鎖順序，方法2比較通用，但是嘗試失敗時回溯解鎖效率比較低，也應謹慎使用。

2.讀寫鎖

讀寫鎖read-write-lock和互斥量mutex相似，但是它比互斥量有更好的並行性，它允許多個程序同時讀，只允許乙個程序寫。互斥量有鎖住和解鎖兩種狀態，而讀寫鎖有三種狀態:讀鎖、寫鎖和解鎖。讀鎖狀態時允許其他執行緒可以獲得讀鎖但是不能獲得寫鎖，寫鎖狀態時其他執行緒不能獲得讀鎖和寫鎖。

讀寫鎖的使用方式與互斥量相似:

int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t *restrict rwlock,

const pthread_rwlockattr_t *restrict attr);

int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *rwlock);

int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

int pthread_rwlock_tryrdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

int pthread_rwlock_trywrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

在很多實現中，為了避免很多讀鎖請求阻塞寫鎖請求，當讀寫鎖處於讀鎖狀態時如果乙個寫鎖和多個讀鎖請求到達，則讀鎖被釋放時寫鎖請求得到響應，其他讀鎖請求繼續阻塞。這種實現方式常被稱作寫者優先模式。

讀寫鎖很適合與對資料的訪問中唯讀操作比較多，更改操作比較少的情況