Linux线程互斥锁

线程互斥锁的设置就是为了多线程之间临界资源更好的共享,加了锁的资源就不能被其他的线程访问,除非

等到占用锁的线程释放该锁。

互斥锁的操作主要包括互斥锁初始化、上锁、判断上锁、解锁、摧毁互斥锁。分别由以下几个函数实现

#include <pthread.h>

int pthread_mutex_init (pthread_mutex_t* mutex, const pthread_mutexattr_t* mutexattr);

int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t* mutex);

int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);

int pthread_mutex_unlock (pthread_mutex_t* mutex);

int pthread_mutex_destroy (pthread_mutex_t* mutex);

下面是一段代码

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

void *function(void *arg);
pthread_mutex_t mutex;
int counter = 0;

int main(int argc, char *argv[])
{
	int rc1,rc2;
	char *str1="abcdefg";
	char *str2="123456";
	pthread_t thread1,thread2;

	pthread_mutex_init(&mutex,NULL);
	if((rc1 = pthread_create(&thread1,NULL,function,str1)))
	{
		fprintf(stdout,"thread 1 create failed: %d\n",rc1);
	}

	if(rc2=pthread_create(&thread2,NULL,function,str2))
	{
		fprintf(stdout,"thread 2 create failed: %d\n",rc2);
	}

	pthread_join(thread1,NULL);
	pthread_join(thread2,NULL);
	return 0;
}

void *function(void *arg)
{
	char *m;
	m = (char *)arg;
	pthread_mutex_lock(&mutex);
	while(*m != '\0')
	{
		printf("%c",*m);
		m++;
		fflush(stdout);
		sleep(1);
	}
	printf("\n");
	pthread_mutex_unlock(&mutex);
}


### Linux 环境下线程互斥锁 `pthread_mutex` 的使用 在 Linux 编程环境中,`pthread_mutex_t` 是用于实现多线程间同步的一种机制。它通过提供加锁和解锁功能来保护共享资源免受并发访问的影响。 #### 初始化互斥锁 可以通过两种方式初始化互斥锁: 1. **静态初始化** 使用宏 `PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER` 对互斥锁进行静态初始化。这种方式适用于全局变量或静态变量的场景。 ```c pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; ``` 2. **动态初始化** 调用函数 `pthread_mutex_init()` 动态创建并初始化互斥锁。此方法允许指定额外的属性参数(通常设置为 NULL 表示默认属性)。 ```c pthread_mutex_t mutex; int result = pthread_mutex_init(&mutex, NULL); if (result != 0) { perror("Mutex initialization failed"); exit(EXIT_FAILURE); } ``` #### 加锁与解锁操作 为了确保多个线程不会同时访问同一段临界区代码,在进入该区域前需调用 `pthread_mutex_lock()` 或其非阻塞版本 `pthread_mutex_trylock()` 进行锁定;完成工作后应立即释放锁以避免死锁情况发生。 - **加锁** ```c int lock_result = pthread_mutex_lock(&mutex); if(lock_result != 0){ perror("Failed to acquire the lock."); // Handle error appropriately. } ``` - **尝试加锁(非阻塞)** 如果当前无法获取到锁,则返回错误码而不是等待。 ```c int trylock_result = pthread_mutex_trylock(&mutex); if(trylock_result == EBUSY){ printf("Lock is busy.\n"); }else{ // Proceed with critical section... } ``` - **解锁** 当前线程结束对共享数据的操作之后应当及时解除对该对象上的任何控制权以便其他可能正在排队等候它的进程可以继续运行下去。 ```c int unlock_result = pthread_mutex_unlock(&mutex); if(unlock_result != 0){ perror("Unlocking mutex failed."); // Error handling code here as needed. } ``` #### 销毁互斥锁 当不再需要某个特定类型的互斥体实例时应该销毁它们从而回收内存空间以及减少不必要的开销。 ```c int destroy_result = pthread_mutex_destroy(&mutex); if(destroy_result != 0){ perror("Destroying mutex encountered an issue."); } ``` 以下是完整的例子展示如何在线程之间安全地更新计数器值: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <pthread.h> // Define global variables and initialize them properly. long counter = 0L; pthread_mutex_t count_mutex; void* increase_counter(void* arg){ long i; for(i=0;i<1000000;i++){ pthread_mutex_lock(&count_mutex); // Lock before modifying shared resource. counter +=1 ; pthread_mutex_unlock(&count_mutex); // Unlock after modification finished. } return NULL; } int main(){ pthread_t thread_one,thread_two; /* Initialize Mutex */ if(pthread_mutex_init(&count_mutex,NULL)!=0){ fprintf(stderr,"Error initializing mutex\n"); return EXIT_FAILURE; } /* Create threads that will increment our counter variable safely using locks.*/ if(pthread_create(&thread_one,NULL,increase_counter,(void*)NULL)){ fprintf(stderr,"Thread creation failed!\n"); goto cleanup_mutex; } if(pthread_create(&thread_two,NULL,increase_counter,(void*)NULL)){ fprintf(stderr,"Second Thread Creation Failed!"); goto join_first_thread; } /* Wait until both threads finish their job*/ pthread_join(thread_one,NULL); join_first_thread: pthread_join(thread_two,NULL); cleanup_mutex: pthread_mutex_destroy(&count_mutex); printf("Final Counter Value:%ld\n",counter); return EXIT_SUCCESS; } ``` 上述程序展示了两个独立工作的线程共同增加同一个整型数值的过程,并且每次修改之前都会先获得相应的互斥锁,这样就防止了竞争条件的发生。 ---
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