Linux线程互斥_我们可以肯定的是,互斥量的一定是原子的,如果不是原子的-优快云博客

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那么在这个申请锁的过程中线程可以被切换吗？

问题与解释

首先我们给出一个操作共享变量有问题的售票系统代码：


#define PTHREAD_NUM 5
int tickets = 10000;

class ThreadData
{
public:
    ThreadData(int& tickets, string& name)
        :_tickets(tickets)
        ,_name(name)
    {}

    int total = 0;
    int& _tickets;             
    string _name;
};

void func(ThreadData* td)
{
    while(true)
    {
        if(td->_tickets > 0)
        {
            usleep(1000);
            cout << td->_name << ": " << tickets << endl;
            td->_tickets--;  

            td->total++;
        }
        else 
        {
            break;
        }   
    }
}

假设有多个线程同时去抢票，就会出现将票抢到负数的可能，我们将代码补全去跑，是会跑出票为负数的，这里我们不多做演示，给出这种现象的解释：

在票数为1之前出现的错误我们先不谈，我们就从票数已经就剩一张，多个线程还在抢来解释。

CPU进行逻辑运算时，将内存中tickets变量的值拷贝一份进CPU寄存器中，与上面的0进行比较。设我们有三个线程，第一个线程在if比较后，时间片到了，线程被CPU切换，线程二开始跑，也进行逻辑运算，当他比较之后，时间片也到了，线程又被CPU切换，这样三个线程用同一张票的值都进入了抢票逻辑。

当其中一个线程对tickets--后，将tickets的值写回内存(其实因为tickets--操作不是原子的，这里仍然有可能出现一种小概率情况，我们后面说)，这样其他线程在读取内存tickets值时，再去--，就会减到负数，然后写回内存，其他线程打印这个值时，从内存读上来就是负数了。

tickets--这个操作，将他编译成汇编代码，他是有三句的：将tickets的值读进寄存器，在寄存器内做--，将值写回内存。如果说，一个线程，将值读入寄存器，然后就被切换了，此时他会保存他的硬件上下文，将读入寄存器的值带走，下一个线程再读取tickets，假设他们没有被切换，而是一直--，当最初的线程再执行时，将他的硬件上下文覆盖到寄存器上，他的tickets值就和内存中tickets的值不同，如果他后续--做完再写回内存，那么因为数据不一致，整个抢票就乱了。

这里我们解释一下原子：就是经过编译后，只有一条汇编指令，就是原子的。

那么我们如何解决这个问题？对全局的共享资源做保护！也就是对tickets做保护！怎么对这个临界资源做保护？我们可以使用一把锁，也就是互斥量mutex。