线程同步之互斥锁

为什么要线程同步？

当多线程共享相同的内存的时候，需要每一个线程看到相同的视图。当一个线程被修改时，其他的线程也可以修改或者读取这个变量，所以就需要对这些线程同步，保证不会访问到无效的变量。

举个例子：

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这里写图片描述

由此可见，线程同步的重要性。

线程同步之互斥锁的函数：

> 1. #include <pthread.h>
> 2. int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, const pthread_mutexattr_t *mutexattr);
> 3. int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);
> 4. int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
> 5. int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);
> 6. int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);

这些函数第一个参数mutex指向要操作的目标互斥锁，成功时返回0，出错返回错误码

pthread_mutex_init用于初始化互斥锁，mutexattr用于指定互斥锁的属性，若为NULL，则表示默认属性。除了用这个函数初始化互斥所外，还可以用如下方式初始化：pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_mutex_destroy用于销毁互斥锁，以释放占用的内核资源，销毁一个已经加锁的互斥锁将导致不可预期的后果
pthread_mutex_lock以原子操作给一个互斥锁加锁。如果目标互斥锁已经被加锁，则pthread_mutex_lock则被阻塞，直到该互斥锁占有者把它给解锁
pthread_mutex_trylock和pthread_mutex_lock类似，不过它始终立即返回，而不论被操作的互斥锁是否加锁，是pthread_mutex_lock的非阻塞版本。当目标互斥锁未被加锁时，pthread_mutex_trylock进行加锁操作；否则将返回EBUSY错误码。注意：这里讨论的pthread_mutex_lock和pthread_mutex_trylock是针对普通锁而言的，对于其他类型的锁，这两个加锁函数会有不同的行为
pthread_mutex_unlock以原子操作方式给一个互斥锁进行解锁操作。如果此时有其他线程正在等待这个互斥锁，则这些线程中的一个将获得它

我们举个例子来说明一下：
```
1 #include<stdio.h>
2 #include<pthread.h>
3 
4 pthread_mutex_t mutex;                                                                
5 
6 void *test()
7 {
8     pthread_mutex_lock(&mutex);
9     printf("test lock\n");
10     pthread_mutex_unlock(&mutex);
11 }
12 
13 int main()
14 {
15     pthread_t tid;
16     pthread_mutex_lock(&mutex);
17     printf("main lock\n");
18     pthread_create(&tid,NULL,test,NULL);
19     printf("main unlock\n");
20     pthread_mutex_unlock(&mutex);
21     sleep(1);
22     pthread_join(tid,NULL);
23     pthread_mutex_destroy(&mutex);
24 
25     return 0;
26 }                        
```
结果：
```
wz@wz-machine:~/linux/phread$ gcc pthread_mutex.c -o pthread_mutex -lpthread
wz@wz-machine:~/linux/phread$ ./pthread_mutex 
main lock
main unlock
test lock
```
由此可见， mutex互斥信号量锁住的不是一个变量，而是阻塞住一段程序

互斥锁属性

pthread_mutexattr_t结构体定义了一套完整的互斥锁属性。线程库提供了一系列函数来操作pthread_mutexattr_t类型变量，以方便我们获取和设置互斥锁属性。一下是一些主要的函数：
```
#include <pthread.h>


int pthread_mutexattr_destroy(pthread_mutexattr_t *attr);

int pthread_mutexattr_init(pthread_mutexattr_t *attr);

int pthread_mutexattr_getpshared(const pthread_mutexattr_t *restrict attr, int *restrict pshared);

int pthread_mutexattr_setpshared(pthread_mutexattr_t *attr, int pshared);

int pthread_mutexattr_gettype(const pthread_mutexattr_t *restrict attr, int *restrict type);

int pthread_mutexattr_settype(pthread_mutexattr_t *attr, int type);
```
- 互斥锁两种常用属性：pshared和type
- 互斥锁属性pshared指定是否允许跨进程共享互斥锁，其可选值有两个：
l PTHREAD_PROCESS_SHARED。互斥锁可以被跨进程共享。

l PTHREAD_PROCESS_PRIVATE。互斥锁只能被和锁的初始化线程隶属于同一个进程的线程共享。

互斥锁属性type指定互斥锁的类型。Linux支持如下4种类型的互斥锁：

l PTHREAD_MUTEX_NORMAL，普通锁。这是互斥锁默认的类型。当一个线程对一个普通锁加锁以后，其余请求该所的线程将形成一个等待队列，并在该所解锁后按优先级获得它。这种锁类型保证了资源分配的公平性。但这种锁也很容易引发问题：一个线程如果对一个已经加锁的普通锁再次加锁，将引发死锁；对一个已经被其他线程加锁的普通锁解锁，或者对一个已经解锁的普通锁解锁将导致不可预期的后果。

l PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK，检错锁。一个线程如果对一个已经加锁的检错锁再次加锁，则加锁操作返回EDEADLK。对一个已经被其让他线程加锁的检错锁解锁，或者对一个已经解锁的检错锁再次解锁，则检错锁返回EPERM。

l PTHREAM_MUTEX_RECURSIVE，嵌套锁。这种锁允许一个线程在释放锁之前对他加锁而不发生死锁。不过其他线程如果要获得这个锁，则当前锁的拥有者必须执行相应次数的解锁操作。对一个已经被其他线程枷锁的嵌套锁解锁，或者对一个已经解锁的嵌套锁再次解锁，则解锁操作返回EPERM。

l PTHREAD_MUTEX_DEFAULT，默认锁。一个线程如果对一个已经加锁的默认锁再次加锁，或者对一个已经被其他线程加锁的默认锁解锁，或者对一个已经解锁的默认锁再次解锁，将导致不可预期的后果。

线程同步之互斥锁

线程同步之互斥锁

互斥锁属性

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