原创 Linux操作系统多线程同步Mutex详细介绍

转自：linuxeden

1. 初始化:

在Linux下, 线程的互斥量数据类型是pthread_mutex_t. 在使用前, 要对它进行初始化:

对于静态分配的互斥量, 可以把它设置为PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER, 或者调用pthread_mutex_init.

对于动态分配的互斥量, 在申请内存(malloc)之后, 通过pthread_mutex_init进行初始化, 并且在释放内存(free)前需要调用pthread_mutex_destroy.

原型:

int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex, const pthread_mutexattr_t *restric attr);

int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);

头文件:

返回值: 成功则返回0, 出错则返回错误编号.

说明: 如果使用默认的属性初始化互斥量, 只需把attr设为NULL. 其他值在以后讲解.

2. 互斥操作:

对共享资源的访问, 要对互斥量进行加锁, 如果互斥量已经上了锁, 调用线程会阻塞, 直到互斥量被解锁. 在完成了对共享资源的访问后, 要对互斥量进行解锁.

首先说一下加锁函数:

头文件:

原型:

int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);

int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);

返回值: 成功则返回0, 出错则返回错误编号.

说明: 具体说一下trylock函数, 这个函数是非阻塞调用模式, 也就是说, 如果互斥量没被锁住, trylock函数将把互斥量加锁, 并获得对共享资源的访问权限; 如果互斥量被锁住了, trylock函数将不会阻塞等待而直接返回EBUSY, 表示共享资源处于忙状态.

再说一下解所函数:

头文件:

原型: int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);

返回值: 成功则返回0, 出错则返回错误编号.

3. 死锁:

死锁主要发生在有多个依赖锁存在时, 会在一个线程试图以与另一个线程相反顺序锁住互斥量时发生. 如何避免死锁是使用互斥量应该格外注意的东西.

总体来讲, 有几个不成文的基本原则:

对共享资源操作前一定要获得锁.

完成操作以后一定要释放锁.

尽量短时间地占用锁.

如果有多锁, 如获得顺序是ABC连环扣, 释放顺序也应该是ABC.

线程错误返回时应该释放它所获得的锁.

示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <errno.h>

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
int lock_var;
time_t end_time;
int sum;

void pthread1(void *arg);
void pthread2(void *arg);
void pthread3(void *arg);

int main(int argc, char *argv[])
{
pthread_t id1,id2,id3;
pthread_t mon_th_id;
int ret;
sum=10;

end_time = time(NULL)+10;
pthread_mutex_init(&mutex,NULL);
ret=pthread_create(&id1,NULL,(void *)pthread1, NULL);
if(ret!=0)
perror("pthread cread1");

ret=pthread_create(&id2,NULL,(void *)pthread2, NULL);
if(ret!=0)
perror("pthread cread2");

ret=pthread_create(&id3,NULL,(void *)pthread3, NULL);
if(ret!=0)
perror("pthread cread3");

pthread_join(id1,NULL);
pthread_join(id2,NULL);
pthread_join(id3,NULL);
exit(0);
}

void pthread1(void *arg)
{
int i;
while(time(NULL) < end_time)
{
if(pthread_mutex_lock(&mutex)!=0) //lock
{
perror("pthread_mutex_lock");
}
else
printf("pthread1:pthread1 lock the variable\n");
for(i=0;i<2;i++)
{
sleep(2);
lock_var++;
}
if(pthread_mutex_unlock(&mutex)!=0) //unlock
{
perror("pthread_mutex_unlock");
}
else
printf("pthread1:pthread1 unlock the variable\n");
sleep(1);
}
}

void pthread2(void *arg)
{
int nolock=0;
int ret;
while(time(NULL) < end_time)
{
ret=pthread_mutex_trylock(&mutex);//try lock
if(ret==EBUSY)
printf("pthread2:the variable is locked by pthread1\n");
else{
if(ret!=0)
{
perror("pthread_mutex_trylock");
exit(1);
}
else
printf("pthread2:pthread2 got lock.The variable is %d\n",lock_var);
if(pthread_mutex_unlock(&mutex)!=0)//unlock
{
perror("pthread_mutex_unlock");
}
else
printf("pthread2:pthread2 unlock the variable\n");
}
sleep(1);
}
}

void pthread3(void *arg)
{/*
int nolock=0;
int ret;
while(time(NULL) < end_time)
{
ret=pthread_mutex_trylock(&mutex);
if(ret==EBUSY)
printf("pthread3:the variable is locked by pthread1 or 2\n");
else
{
if(ret!=0)
{
perror("pthread_mutex_trylock");
exit(1);
}
else
printf("pthread3:pthread3 got lock.The variable is %d\n",lock_var);
if(pthread_mutex_unlock(&mutex)!=0)
{
perror("pthread_mutex_unlock");
}
else
printf("pthread3:pthread2 unlock the variable\n");
}
sleep(3);
}*/
}