【Linux系统编程】多线程并发：互斥锁(mutex)初探与踩坑记录

在大二自学Linux系统编程的路上，前面我初步学习了解了Makefile，文件io，进程处理和进程通讯，今天推开了多线程并发的大门，以此稿作学习记录。看起来简单的 lock 和 unlock，背后其实藏着操作系统复杂的调度逻辑。

一、 为什么要用互斥锁？

在多线程环境下，多个线程同时操作同一个共享变量（比如全局变量）时，如果不加控制，就会出现数据混乱（竞态条件）。
互斥锁（Mutex）就像一个房间的门锁，保证了同一时刻只有一个线程能进入房间操作数据。

200000个线程，结果应为200000，实际是199978,

这就是经典的竞态条件（Race Condition）。

看似一行简单的 (*p)++，在 CPU 底层其实分成了三步：

1. Read（读）：把 num 的值从内存读进 CPU 寄存器。
2. Modify（改）：寄存器里的值 +1。
3. Write（写）：把新值写回内存。

因为 CPU 的时间片轮转机制，线程 A 刚把值读进寄存器，可能就被操作系统强行叫停了；此时线程 B 抢到了 CPU，完成加 1 并写回。等线程 A 再次醒来，它依然用脑子里记的“旧值”去加 1 并覆盖。这就导致了数据丢失。

二、怎么使用互斥锁？

全局定义互斥锁变量：pthread_mutex_t    mutex;

<pthread.h>里有五种相关函数：

1).pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *__mutex, const pthread_mutexattr_t *__mutexattr)：

        初始化互斥锁 第二个参数是锁属性，NULL为默认

2).pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t* __mutex)：

        销毁互斥锁

3).pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *__mutex)：

        *阻塞*获取互斥锁

4).pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *__mutex)：

        ！非阻塞拿锁：锁被占用立刻返回非0

5).pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *__mutex)：

        解锁

三、什么情况使用互斥锁？

当多个线程都需要访问同一个变量，同一个临界资源的时候，互斥锁能保证线程互斥的进行，从而保证结果的一致性。