11、Linux 并发编程中的同步与锁技术

Linux 并发编程中的同步与锁技术

1. 多线程和多进程同步概述

在计算机系统的并发领域，尤其是 Linux 系统编程中，同步是一个关键概念。多线程和多进程允许同时执行多个线程或进程，这能显著优化性能和资源利用率，但也带来了管理共享资源访问的挑战，以防止数据损坏和确保数据一致性。

多线程是指在单个进程内执行多个线程，它们共享内存和资源；而多进程则是部署多个进程，通常情况下不共享内存，除非通过共享内存段等机制进行显式配置。在这两种情况下，同步都能确保在任何时刻只有合适的线程或进程可以访问关键部分，以维护数据完整性。

在 Linux 环境中，基本同步原语的处理至关重要。常见场景包括：
- 多个线程写入共享变量或数据结构。
- 多个进程需要协调访问文件或数据库。
- 资源分配需要互斥以防止冲突。

为了安全地管理并发访问，需要相应的机制。常见的同步技术包括：
- 互斥锁（Mutexes） ：广泛用于授予对共享资源的独占访问权，对于防止因执行顺序导致结果不一致的竞态条件至关重要。在 Linux 中，可以使用 POSIX 线程（pthreads）库来实现互斥锁，例如使用 pthread_mutex_lock 和 pthread_mutex_unlock 函数来界定代码的关键部分。示例代码如下：

#include <pthread.h> 

pthread_mutex_t lock; 

void function() { 
    pthread_mu