互斥锁的使用

最新推荐文章于 2025-10-23 16:37:59 发布

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本文探讨了在多线程环境下，临界资源争抢可能导致的数据丢失和逻辑混乱问题，介绍了线程安全的概念，以及如何通过互斥锁和条件变量来实现线程间的互斥与同步，确保数据的安全访问。

多个线程临界资源争抢写入操作会造成逻辑混乱/数据丢失二义性，因此就引入线程安全概念。

线程使用本身就是线程间通信方便成本低而广为使用。这样的话就无法避免资源争抢操作，这时候就必须考虑线程安全。

保证线程安全更多指的是保证数据的安全访问，保证数据访问的原子性不会被打断（互斥/同步）

线程间如何实现互斥与同步：

互斥：互斥锁---保证数据的同一时间唯一访问

同步：条件变量---让数据的访问更具有时间的可控性

/*  这是一个黄牛抢票的demo，互斥锁的使用
 */

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

volatile ticket = 100;
pthread_mutex_t mutex;

void *yellow_cow(void *arg)
{
    int id = (int)arg;
    while(1) {
        //int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
        //int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);
        //int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);
        //lock 阻塞加锁，trylock 非阻塞加锁，timedlock 限时阻塞加锁
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        if (ticket > 0) {
            usleep(100);
            ticket--;
            printf("cow %d get ticket:%d\n", id, ticket);
        }else {
            //在任何有可能退出的地方都必须在退出前解锁
            pthread_mutex_unlock(&mutex);
            pthread_exit(NULL);
        }
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
    }
    return NULL;
}
int main()
{
    int max = 4, i;
    pthread_t tid[4];

    //  互斥锁变量的初始化
    //int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex,
    //  const pthread_mutexattr_t *restrict attr);
    //  这种初始化，在使用结束后必须要释放
    //  mutex:  互斥锁变量
    //  attr：  属性，通常置NULL
    //pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
    for (i = 0; i < max; i++) {
        int ret = pthread_create(&tid[i],NULL,yellow_cow,(void*)i);
        if (ret != 0) {
            printf("create thread error\n");
            return -1;
        }
    }
    for (i = 0; i < max; i++) {
        pthread_join(tid[i], NULL);
    }
    //int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);
    //  销毁互斥锁   
pthread_mutex_destroy(&mutex);

    return 0;
}