多线程编程（1）- 信号量，互斥锁

最新推荐文章于 2025-03-26 23:31:16 发布

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#编程 #c++ #线程 #多线程

本文详细解析了多线程编程中的信号量和互斥锁的概念及其应用，通过对比两者的不同之处，深入探讨了它们在流程控制和资源共享方面的作用，并提供了一个使用C++实现的多线程同步示例。

去百度面试中被问了一些关于多线程编程的，以前没怎么接触过。。现在正好看一下。

（1）基础概念：

信号量用在多线程多任务同步的，一个线程完成了某一个动作就通过信号量告诉别的线程，别的线程再进行某些动作（大家都在sem_wait的时候，就阻塞在那里）。而互斥锁是用在多线程多任务互斥的，一个线程占用了某一个资源，那么别的线程就无法访问，直到这个线程unlock，其他的线程才开始可以利用这个资源。比如对全局变量的访问，有时要加锁，操作完了，在解锁。有的时候锁和信号量会同时使用的”
也就是说，信号量不一定是锁定某一个资源，而是流程上的概念，比如：有A,B两个线程，B线程要等A线程完成某一任务以后再进行自己下面的步骤，这个任务并不一定是锁定某一资源，还可以是进行一些计算或者数据处理之类。而线程互斥量则是“锁住某一资源”的概念，在锁定期间内，其他线程无法对被保护的数据进行操作。在有些情况下两者可以互换。

两者之间的区别:

作用域
信号量: 进程间或线程间(linux仅线程间)
互斥锁: 线程间

上锁时
信号量: 只要信号量的value大于0，其他线程就可以sem_wait成功，成功后信号量的value减一。若value值不大于0，则sem_wait阻塞，直到sem_post释放后value值加一。一句话，信号量的value>=0。
互斥锁: 只要被锁住，其他任何线程都不可以访问被保护的资源。如果没有锁，获得资源成功，否则进行阻塞等待资源可用。一句话，线程互斥锁的vlaue可以为负数。

（2）C++测试：

如果只用mutex，而不用cond的话无法保证先执行tr1，再执行tr2

#include <iostream>
#include <queue>
#include <pthread.h>
#include<unistd.h>
using namespace std;
int sum = 200;
int ex = 0;
pthread_mutex_t mutex;
pthread_cond_t cond;

void *tr(void * args){
    pthread_t pid = pthread_self();
    int num = *((int *)args);
    int state = *((int *)args) * 10;
    while(1) {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        int send = 0;
        if(sum > 100){
            cout<<pid<<": "<< sum << " in "<<*((int *)args)<<endl;
            sum--;
        }
        else if(send == 0){
            pthread_cond_signal(&cond);
            //cout<<pid<<": "<<"send  in  "<<*((int *)args)<<endl;
            send = 1;
        }
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        if(sum == 0) break;
    }
}

void *tr2(void * args){
    pthread_t pid = pthread_self();
    int num = *((int *)args);
    int state = *((int *)args) * 10;
    while(1) {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        int send = 0;
        {
            pthread_cond_wait(&cond,&mutex);
            //cout<<pid<<": wait"<<endl;
        }
        {
            cout<<pid<<": "<< sum << " in "<<*((int *)args)<<endl;
            sum--;
        }
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        if(sum == 0) break;
    }
}


int main(){
    pthread_t id1,id2;
    pthread_attr_t attr;
    pthread_attr_init(&attr);
    pthread_attr_setdetachstate(&attr,PTHREAD_CREATE_JOINABLE);
    pthread_mutex_init(&mutex,NULL);
    pthread_cond_init(&cond,NULL);

    int ind = 1;
    int ret = pthread_create(&id1,&attr,tr,(void *)&ind);
    int ind2 = 2;
    int ret2 = pthread_create(&id2,&attr,tr2,(void *)&ind2);

    pthread_join(id1,NULL);
    pthread_join(id2,NULL);
}

引用：

http://blog.youkuaiyun.com/hitwengqi/article/details/8015646
http://blog.chinaunix.net/uid-24612247-id-2305050.html