线程管理---互斥量同步机制

互斥量机制
在计算机系统中有许多共享资源不允许用户并行使用，
像打印机这样的共享设备被称为“排它性资源”，
因为它一次只能由一个执行流访问。执行流必须以互斥的方式
执行访问排它性资源的代码。
互斥量(Mutex），又称为互斥锁，是一种用来保护临界区的特殊变量，
它可以处于锁定(locked）状态，也可以处于解锁(unlocked）状态：
 如果互斥锁是锁定的，就是一个特定的线程持有这个互斥锁：
 如果没有线程持有这个互斥锁，那么这个互斥锁就处于解锁状态。
  //互斥量是最简单也是最有效的线程同步机制。程序可以用它来保护临界区，
  //以获得对排它性资源的独占访问权。另外，互斥量只能被短时间地持有，
  //使用完临界资源后应立即释放锁。 
    1.互斥量的操作(编程操作)
 1.1：创建互斥量，并初始化
 (1).静态初始化
       对是静态分配的 pthread_mutex_t 变量来说值需要将
  PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER赋给变量就行了。
//eg: pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
(2).动态初始化
       对动态分配或者不使用默认互斥属性的互斥变量来说，需要
  调用 pthread_mutex_int()函数来执行初始化工作。
//eg:int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex,
//                     const pthread_mutexattr_t *restrict attr);
参数： 
@mutex   是一个指向要初始化的互斥量的指针 
@attr    传递 NULL 来初始化一个带有“默认属性”的互斥量，否则就要用类似于
         线程属性对象所使用的方法，先创建互斥量属性对象，再用该属性对象来
         创建互斥量。
返回值：
成功 返回 0，失败 返回一个错误码

        2.2销毁互斥量
            销毁互斥量使用 pthread_mutex_destroy()函数，原型如下：
            int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);
            //@ mutex 指向要销毁的互斥量的指针。
        2.3加锁与解锁
2.3.1线程试图锁定互斥量的过程称之为加锁。
Pthreads 中有两个试图锁定互斥量的函数，
pthread_mutex_lock()和 pthread_mutex_ trylock()。
pthread_mutex_lock()函数会一直阻塞到互斥量可用为止，
而 pthread_mutex_trylock() 会尝试加锁，通常立即返回。函数原型如下：
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex); 
       @ mutex 是需要加锁的互斥量。
       返回值：
       成功 返回 0，
       失败 返回错误码，
注:如果，一个线程己持有锁的情况下，调用 pthread_mutex_trylock()函数错误码为 EBUSY。
        2.3.2解锁是线程将互斥量由锁定状态变为解锁状态。
pthread_mutex_unlock()函数用来释放指定的互斥量。函数原型如下：
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);
   
  //线程需要进入临界区之前正确地获取适当的互斥量，并在线程离开临界区时释放互斥量。
 
 程序示例 :
该程序使用互斥量来保证多线程同时输出顺序例子，互斥量保证获取的
线程打印完才让别的线程打印，杜绝了打印乱序的问题。

1 #include<stdio.h>
2 #include<string.h>
3 #include<pthread.h>
4 #include<stdlib.h>
5 #include<unistd.h>
6 
7 pthread_t tid[2];        //定义线程名
8 pthread_mutex_t lock;   //定义互斥锁变量
9 
10 void* doPrint(void *arg)  //线程执行函数
11 {
12     int id = (long)arg;
13     int i = 0;
14     pthread_mutex_lock(&lock);	// 使用互斥量保护临界区	，加锁
15     printf("Job %d started\n", id);
16     for (i = 0; i < 5; i++) {
17         printf("Job %d printing\n", id);
18         usleep(10);
19     }
20     printf("Job %d finished\n", id);
21     pthread_mutex_unlock(&lock);                         //解锁
22     return NULL;
23 }
24 
25 int main(void)
26 {
27     long i = 0;
28     int err;
29 
30     if (pthread_mutex_init(&lock, NULL) != 0) /* 动态初始化互斥量*/
	   {
31         printf("\n Mutex init failed\n");
32         return 1;
33     }
34     while (i < 2) 
	   {
35         err = pthread_create(&(tid[i]), NULL, &doPrint, (void*)i);
36         if (err != 0)
37         printf("Can't create thread :[%s]", strerror(err));
38         i++;
39     }
40     pthread_join(tid[0], NULL);
41     pthread_join(tid[1], NULL);
42     pthread_mutex_destroy(&lock); //销毁互斥量
43 
44     return 0;
45 }