pthread_mutexattr --POSIX THREAD

本文介绍如何使用pthread库中的函数来初始化、销毁互斥体属性对象,并设置及获取互斥体类型。包括fast、recursive和errorchecking三种类型的互斥体特点及其应用场景。

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  名称
   pthread_mutexattr_init, pthread_mutexattr_destroy, pthread_mutexattr_settype,
   pthread_mutexattr_gettype – 创建互斥体属性
  
  大纲
   #include
   int pthread_mutexattr_init(pthread_mutexattr_t *attr);
   int pthread_mutexattr_destroy(pthread_mutexattr_t *attr);
   int pthread_mutexattr_settype(pthread_mutexattr_t *attr, int kind);
   int pthread_mutexattr_gettype(const pthread_mutexattr_t *attr, int *kind);
  
  描述
  互斥体的属性在可以通过当作pthread_mutex_init的第二个参数指给创建的互斥体。如果这个传递空指针,互斥体用默认值创建互斥体。
  
   pthread_mutexattr_init初始化attr并且给它赋予默认值。
  
   pthread_mutexattr_destroy销毁一个属性对象,在重新进行初始化之前该结构不能重新使用。在LinuxThreads中它不作任何事。
  
   LinuxThreads只支持一种互斥体属性:互斥体的类型,fast类型的互斥体值为PTHREAD_MUTEX_FAST_NP,recursive类型的互斥体值为PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE_NP,error checking类型的互斥体值为PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK_NP。就像NP后缀暗示的那样,这是POSIX标准的不可移植的扩展,不应该出现在将要进行移植的程序中。
  
  互斥体的类型决定当线程要锁定一个已经被它自己锁定的互斥体时会发生什么。fast类型只是简单的永远将这个线程挂起。error checking类型的互斥体会立即返回一个错误码EDEADLK。否则的话,返回立即成功返回。在互斥体中会记录这个线程对互斥体进行了多少次锁定,想要真正释放这个互斥体也就必须调用相同次数的pthread_mutex_unlock。
  
  它的默认值是fast类型,值为PTHREAD_MUTEX_FAST_NP。
  
   pthread_mutexattr_settype使用kind的值对attr赋值。
  
  返回值
   pthread_mutexattr_init, pthread_mutexattr_destroy and pthread_mutexattr_gettype总是返回0。
   pthread_mutexattr_settype在成功时返回0,在出错时返回非零的出错码。
  
  错误码
  在出错的时候,pthread_mutexattr_settype返回下面的返回值:
   EINVAL:kind的值不是PTHREAD_MUTEX_FAST_NP,PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE_NP或PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK_NP之一。

<think>我们正在讨论两个函数:pthread_mutex_init和pthread_create。根据引用内容,pthread_mutex_init用于初始化互斥锁,而pthread_create用于创建新线程。首先,我们分别介绍这两个函数的定义和用途。1.pthread_mutex_init函数用途:初始化一个互斥锁(mutex)。互斥锁用于多线程编程中保护共享资源,防止多个线程同时访问导致的数据竞争问题。函数原型(根据引用[2]):intpthread_mutex_init(pthread_mutex_t*restrictmutex,constpthread_mutexattr_t*restrictattr);参数说明:-mutex:指向要初始化的互斥锁的指针。-attr:指向互斥锁属性的指针。如果为NULL,则使用默认属性。返回值:成功返回0,失败返回错误编号。此外,引用[1]和[2]提到了一种静态初始化方法,使用宏PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER:pthread_mutex_tmutex=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;这种方法在定义互斥锁变量的同时进行初始化,无需调用pthread_mutex_init函数。但注意,静态初始化只能用于全局或静态的互斥锁,且不能设置属性。引用[4]中提到,如果使用静态初始化(即使用宏)的方式,那么即使没有调用pthread_mutex_init,互斥锁也是生效的。2.pthread_create函数用途:创建一个新的线程。新线程执行指定的函数。函数原型(根据引用[3]):intpthread_create(pthread_t*restricttidp,constpthread_attr_t*restrictattr,void*(*start_rtn)(void*),void*restrictarg);参数说明:-tidp:指向线程标识符的指针,用于存储新线程的ID。-attr:指向线程属性的指针。如果为NULL,则使用默认属性。-start_rtn:线程要执行的函数指针,该函数接受一个void*参数并返回void*。-arg:传递给线程函数的参数。返回值:成功返回0,失败返回错误编号。下面我们给出一个示例,展示如何使用这两个函数:-首先静态初始化一个互斥锁(也可以使用pthread_mutex_init动态初始化)。-然后创建两个线程,这两个线程都会尝试获取同一个互斥锁,然后对共享资源进行操作。注意:在多线程编程中,使用互斥锁保护共享资源是必要的,以避免数据竞争。示例代码:*/#include<stdio.h>#include<pthread.h>//静态初始化互斥锁pthread_mutex_tmutex=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;//共享资源intshared_counter=0;//线程函数void*increment_counter(void*arg){inti;for(i=0;i<100000;i++){//加锁pthread_mutex_lock(&mutex);shared_counter++;//解锁pthread_mutex_unlock(&mutex);}returnNULL;}intmain(){pthread_tthread1,thread2;//创建线程1if(pthread_create(&thread1,NULL,increment_counter,NULL)){fprintf(stderr,"Errorcreatingthread1\n");return1;}//创建线程2if(pthread_create(&thread2,NULL,increment_counter,NULL)){fprintf(stderr,"Errorcreatingthread2\n");return1;}//等待线程结束pthread_join(thread1,NULL);pthread_join(thread2,NULL);printf("Sharedcountervalue:%d\n",shared_counter);//预期为200000return0;}/*在这个例子中,两个线程分别对共享变量shared_counter增加100000次,由于互斥锁的保护,最终结果会是200000。如果没有互斥锁,结果可能会小于200000。总结:-pthread_mutex_init:用于初始化互斥锁(动态初始化),或者使用宏PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER进行静态初始化[^1][^2][^4]。-pthread_create:用于创建新线程,指定线程要执行的函数和参数[^3]。注意:使用完互斥锁后,需要调用pthread_mutex_destroy销毁互斥锁(对于动态初始化的互斥锁)。但在上面的静态初始化例子中,不需要销毁,因为静态初始化的互斥锁在程序结束时自动释放。如果使用动态初始化,则需要在不再使用互斥锁时销毁:pthread_mutex_destroy(&mutex);另外,在创建线程时,需要注意线程函数的签名:它必须是一个返回void*且参数为void*的函数。最后,我们生成几个相关问题:*/</think>### `pthread_mutex_init` 和 `pthread_create` 函数详解 #### 一、`pthread_mutex_init` - 互斥锁初始化 **用途**:初始化互斥锁(Mutex),用于多线程同步,防止多个线程同时访问共享资源导致数据竞争[^1][^2]。 **函数原型**: ```c int pthread_mutex_init( pthread_mutex_t *restrict mutex, // 指向互斥锁的指针 const pthread_mutexattr_t *restrict attr // 锁属性(NULL表示默认属性) ); ``` **两种初始化方式**: 1. **动态初始化**(运行时初始化): ```c pthread_mutex_t my_mutex; pthread_mutex_init(&my_mutex, NULL); // 显式初始化[^2] ``` 2. **静态初始化**(编译时初始化): ```c pthread_mutex_t my_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; // 宏赋值即完成初始化[^1][^4] ``` **关键特性**: - 静态初始化无需显式调用 `pthread_mutex_init`[^4] - 使用后需销毁锁:`pthread_mutex_destroy(&my_mutex)` - 基础操作: ```c pthread_mutex_lock(&my_mutex); // 加锁 pthread_mutex_unlock(&my_mutex); // 解锁 ``` #### 二、`pthread_create` - 线程创建 **用途**:创建新的POSIX线程(pthread),实现并发执行[^3]。 **函数原型**: ```c int pthread_create( pthread_t *restrict tidp, // 存储新线程ID const pthread_attr_t *restrict attr, // 线程属性(NULL表示默认) void *(*start_rtn)(void *), // 线程函数指针 void *restrict arg // 传递给线程函数的参数 ); ``` **参数解析**: | 参数 | 说明 | |-------------|----------------------------------------------------------------------| | `tidp` | 输出参数,返回新线程的ID | | `attr` | 线程属性(栈大小、调度策略等),NULL表示默认属性 | | `start_rtn` | 线程入口函数,格式:`void* thread_func(void *arg)` | | `arg` | 传递给`start_rtn`的参数,可以是任意类型指针 | **返回值**:成功返回0,失败返回错误码(非0)。 #### 三、联合使用示例 ```c #include <pthread.h> #include <stdio.h> pthread_mutex_t counter_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; // 静态初始化锁[^1] int shared_counter = 0; // 线程函数 void* increment_counter(void* arg) { for(int i = 0; i < 10000; i++) { pthread_mutex_lock(&counter_mutex); // 加锁 shared_counter++; // 临界区操作 pthread_mutex_unlock(&counter_mutex);// 解锁 } return NULL; } int main() { pthread_t thread1, thread2; // 创建线程1 pthread_create(&thread1, NULL, increment_counter, NULL); // [^3] // 创建线程2 pthread_create(&thread2, NULL, increment_counter, NULL); pthread_join(thread1, NULL); // 等待线程结束 pthread_join(thread2, NULL); printf("Final counter: %d\n", shared_counter); // 正确输出20000 pthread_mutex_destroy(&counter_mutex); // 销毁锁 return 0; } ``` > 此例展示: > 1. 静态初始化互斥锁(无需显式调用`pthread_mutex_init`)[^4] > 2. 创建两个线程并发执行 > 3. 通过互斥锁保护共享变量`shared_counter` #### 四、关键区别总结 | **特性** | `pthread_mutex_init` | `pthread_create` | |-------------------|------------------------------------------|---------------------------------------| | 作用对象 | 互斥锁(同步原语) | 线程(执行单元) | | 初始化必要性 | 必须初始化后才能使用锁操作 | 必须调用才能创建新线程 | | 静态初始化支持 | 支持(`PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER`)[^1] | 不支持 | | 资源释放 | 需要`pthread_mutex_destroy` | 需要`pthread_join`或`pthread_detach` | | 典型使用场景 | 保护临界区 | 实现并发任务 | ---
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