Linux下的线程同步与死锁避免

在 Linux 下进行多线程编程时，线程同步是至关重要的部分，尤其是在多个线程需要共享资源的场景中。尽管同步机制能够解决竞争条件，但它也带来了死锁的风险。死锁是指多个线程互相等待对方释放锁而导致永远无法继续执行的现象。为了避免死锁，可以从破坏导致死锁的四个必要条件入手。本文将从这四个条件展开，探讨如何通过破坏这些条件来避免死锁。

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死锁的四个必要条件

根据操作系统中的经典理论，死锁的产生必须满足以下四个必要条件：

1. 互斥条件：某些资源是只能被一个线程独占使用的。
2. 持有并等待条件：一个线程已经持有了某个资源，同时它在等待获取其他线程持有的资源。
3. 不可剥夺条件：已经获得的资源不能被强行剥夺，线程只能主动释放资源。
4. 循环等待条件：存在一个线程循环等待的链，链中的每个线程都在等待下一个线程持有的资源。

为了避免死锁，可以通过破坏至少其中一个条件来打破死锁局面。下面，我们将详细探讨这四个条件以及如何在 Linux 下的线程同步机制中破坏这些条件来避免死锁。

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破坏死锁条件的方法

破坏互斥条件

互斥条件是指某些资源只能被一个线程独占使用，无法同时被多个线程访问。在某些情况下，我们可以通过将资源转换为可共享的资源来破坏互斥条件，从而避免死锁。

使用读写锁（pthread_rwlock_t）

读写锁允许多个线程同时读取数据，而只有在写操作时需要独占锁。这种机制可以提高并发性，避免因读操作而产生死锁。

pthread_rwlock_t rwlock = PTHREAD_RWLOCK_INITIALIZER;

void* reader(void* arg) {
   
    pthread_rwlock_rdlock(&rwlock); // 获取读锁
    // 执行读操作
    pthread_rwlock_unlock(&rwlock); // 释放锁
    return NULL;
}

void* writer(void* arg) {