线程pthread_mutex_init()锁的应用

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
 
void *function(void *arg);
pthread_mutex_t mutex;
int counter = 0;
int main(int argc,char *argv[])
{
    int rc1,rc2;
     
    char *str1="wenhaoll";
    char *str2="linglong";
    pthread_t thread1,thread2;
 
    pthread_mutex_init(&mutex,NULL);
    if((rc1 = pthread_create(&thread1,NULL,function,str1)))
    {
        fprintf(stdout,"thread 1 create failed: %d\n",rc1);
    }
 
    if(rc2=pthread_create(&thread2,NULL,function,str2))
    {
        fprintf(stdout,"thread 2 create failed: %d\n",rc2);
    }
 
    pthread_join(thread1,NULL);
    pthread_join(thread2,NULL);
    return 0;
}
 
void *function(void *arg)
{
    char *m;
    m = (char *)arg;
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    while(*m != '\0')
    {
        printf("%c",*m);
        fflush(stdout);
        m++;
        sleep(1);
    }
    printf("\n");
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
}
<think>我们正在讨论两个函数:pthread_mutex_initpthread_create。根据引用内容,pthread_mutex_init用于初始化互斥,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mutex)。互斥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的指针。-attr:指向互斥属性的指针。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,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(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,然后对共享资源进行操作。注意:在多线程编程中,使用互斥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pthread_mutex_lock(&mutex);shared_counter++;//解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,由于互斥的保护,最终结果会是200000。如果没有互斥,结果可能会小于200000。总结:-pthread_mutex_init:用于初始化互斥(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:使用完互斥后,需要调用pthread_mutex_destroy销毁互斥(对于动态初始化的互斥)。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` - 互斥初始化 **用途**:初始化互斥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, // 指向互斥的指针 const pthread_mutexattr_t *restrict attr // 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:`pthread_mutex_destroy(&my_mutex)` - 基础操作: ```c pthread_mutex_lock(&my_mutex); // 加 pthread_mutex_unlock(&my_mutex); // 解 ``` #### 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[^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 shared_counter++; // 临界区操作 pthread_mutex_unlock(&counter_mutex);// 解 } 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 return 0; } ``` > 此例展示: > 1. 静态初始化互斥(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(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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