线程同步

先来看看线程同步的概念，线程同步是指同一个进程中的所有线程都是并发执行的，当线程需要访问临界区资源时，必须按照一定的先后顺序访问执行。
控制线程同步的方式有线程级信号量、互斥锁（读写锁、自旋锁）、条件变量。

线程级信号量

可能有人会疑惑，为什么这里要说线程级的信号量？这是因为，在Linux操作系统上，存在两组信号量API，一组是System V IPC信号量，也叫进程级的信号量，另一组是POSIX信号量，是我们这里的线程级信号量。这里讲一下信号量的概念，信号量是一种特殊的变量，取值为自然数，只支持两种操作：P操作和V操作。之前也已经介绍过P、V操作是做什么的，这里就不再重述了。
线程级信号量通过5个函数来实现对线程同步的控制：

#include <semaphore.h>
int sem_init(sem_t *sem,int pshared,int value)		//用于初始化一个未命名的信号量
int sem_destroy(sem_t *sem);						//用于销毁信号量
int  sem_wait(sem_t *sem);							//P操作，信号量减1
int  sem_trywait(sem_t *sem);						//sem_wait()函数的非阻塞版本
int sem_post(sem_t *sem)							//V操作，信号量加1

上面这些函数中第一个参数sem都指向被操作的信号量，sem_init函数中pshared参数指定信号量的类型，若pshared值为0表示信号量为当前进程的局部信号量，否则该信号量可以在多个进程间共享。value参数指定信号量的初始值。
所有函数函数成功时返回0，失败时返回返回-1，并设置errno。
此外系统禁止初始化已经初始化过的信号量。

互斥锁

互斥锁，也称互斥量，可以用于保护关键代码段，以确保其单独式的访问，类似于二进制的信号量。当访问该代码段时，需要获得互斥锁，并对其进行加锁，这一点等同于二进制信号量的P操作；访问完该代码段后，需要对其进行解锁，以唤醒其他等待该互斥锁的线程，这也等同于于二进制信号量的V操作。

互斥锁提供5个相关函数来实现线程同步

#include<pthread.h>
//用于初始化互斥锁
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex,const pthread_mutexattr_t *mutexattr);	
//用于销毁互斥锁
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);		
//以原子操作的形式对一个互斥锁加锁
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);	
//相当于pthread_mutex_lock函数的非阻塞版本	
int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);
//以原子操作的形式对一个互斥锁解锁		
int pthread_mutex_unlock(pthread _mutex_t *mutex);		

这些函数第一个参数mutex指向目标互斥锁，互斥锁的类型是pthread_mutex_t结构体。pthread_mutex_init函数参数mutexattr指定互斥锁的属性，如果将其设置为NULL，则表示使用默认属性。所有函数成功时返回0，失败时返回错误码。

条件变量

相比于互斥锁是用于对线程同步对共享数据的访问，条件变量则是用于线程之间同步共享数据的值。条件变量实现了线程间的一种通知机制，即当某个共享数据达到某个值的时候，唤醒等待这个共享数据的线程。
条件变量的相关函数有5个：

#include <pthread.h>
//用于初始化条件变量  
int pthread_cond_init(pthread_cond_t *cond,const pthread_condattr *cond_attr);		
//用于销毁条件变量
int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);
//以广播的方式唤醒所有等待目标条件变量的线程
int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);
//用于唤醒一个等待目标条件变量的线程
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);
//用于等待目标条件变量
int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *cond,pthread_mutex_t *mutex);

这些函数第一个参数cond指向要操作的目标条件变量，条件变量的类型是pthread_cond_t结构体。pthread_cond_init函数的cond_attr参数指定条件变量的属性，如果将其设置为NULL，表示使用默认属性。pthread_cond_wait函数的的mutex参数是用于保护条件变量的互斥锁，以确保其操作的原子性。在调用pthread_cond_wait函数之前必须保证互斥锁mutex已加锁，否则会出错。
所有函数成功时返回0，失败时返回错误码。

文章主要介绍线程级信号量、互斥锁、条件变量这三个内容、至于文中提到的读写锁、自旋锁感兴趣的小伙伴可以去查阅相关资料，这里我们不展开介绍，以上。