Helper2416-45——Linux_Programing——POSIX线程同步篇2

yuanlai2010

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本帖最后由 yuanlai2010 于 2014-9-12 13:07 编辑

POSIX线程同步篇2

用互斥量进行同步

参与Helper2416开发板助学计划心得

什么是互斥量（互斥锁）

如果不需要信号量的计数能力，有时可以使用信号量的一个简化版本，称为互斥量（mutex）。互斥量仅仅适用于管理共享资源或一小段代码。由于互斥量在实现时既容易又有效，这使得互斥量在实现用户空间线程包时非常有用。

互斥量是一个可以处于两态之一的变量：解锁和加锁。这样，只需要一个二进制位表示它，不过实际上，常常使用一个整型量，0表示解锁，而其他所有的值则表示加锁。互斥量使用两个过程。当一个线程（或进程）需要访问临界区时，它调用pthread_mutex_lock。如果该互斥量当前是解锁的（即临界区可用），此调用成功，调用线程可以自由进入该临界区。

另一方面，如果该互斥量已经加锁，调用线程被阻塞，直到在临界区中的线程完成并调用pthread_mutex_unlock。如果多个线程被阻塞在该互斥量上，将随机选择一个线程并允许它获得锁。

pthread互斥量函数

用于互斥量的基本函数和用于信号量的函数非常相似，定义如下：

#include

intpthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, const pthread_mutexattr_t*mutexattr);

intpthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);

intpthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);

intpthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);

pthread_mutex_init

函数原型：intpthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex,

constpthread_mutexattr_t *mutexattr);

函数功能：初始化互斥量。

函数返回：调用成功返回0。

参数说明：

第一个参数mutex，指定互斥量对象。

第二个参数mutexattr，指定了新建互斥量的属性。如果参数attr为空，则使用默认的互斥锁属性，默认属性为快速互斥量。但是通常并不需要这些属性，所以正常做法是指定NULL。

thread_mutex_lock

函数原型：intpthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);

函数功能：锁定互斥对象。

函数返回：调用成功返回0。

参数说明：mutex，接受一个指向互斥对象的指针作为参数以将其锁定。如果碰巧已经锁定了互斥对象，调用者将进入睡眠状态。函数返回时，将唤醒调用者（显然）并且调用者还将保留该锁。

pthread_mutex_unlock

函数原型：intpthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);

函数功能：把线程已经加锁的互斥对象解锁。

函数返回：调用成功返回0。

参数说明：mutex，指定互斥量对象。始终应该尽快对已加锁的互斥对象进行解锁（以提高性能）。并且绝对不要对您未保持锁的互斥对象进行解锁操作（否则，pthread_mutex_unlock()调用将失败并带一个非零的EPERM返回值）。

pthread_mutex_destroy

函数原型：intpthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);

函数功能：用完互斥量后对它进行清理。

函数返回：调用成功返回0。

参数说明：mutex，指向要销毁的互斥锁对象。

代码实践

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
void *pthread1(void *arg);
void *pthread2(void *arg);
pthread_mutex_t work_mutex;
int run_flag = 0;
int main()
{
pthread_t thread_id1,thread_id2;
void *thread_result1, *thread_result2;
int res;
res = pthread_mutex_init(&work_mutex,NULL);
if(res != 0){
perror("mutex initialization failed ...\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
res = pthread_create(&thread_id1,NULL,pthread1,NULL);
if(res != 0){
perror("pthread1 is not created ...\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
res = pthread_create(&thread_id2,NULL,pthread2,NULL);
if(res != 0){
perror("pthread2 is not created ...\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
res = pthread_join(thread_id1,&thread_result1);
if(res != 0){
perror("pthread1 join failed ...\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
res = pthread_join(thread_id2,&thread_result2);
if(res != 0){
perror("pthread2 join failed ...\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("the pthread1 return %s\n",(char *)thread_result1);
printf("the pthread2 return %s\n",(char *)thread_result2);
pthread_mutex_destroy(&work_mutex);
return 0;
}
void *pthread1(void *arg)
{
int i;
for(i=0;i<5;i++){
pthread_mutex_lock(&work_mutex);
printf("hello this is pthread1 --> %d\n",i);
pthread_mutex_unlock(&work_mutex);
sleep(2);
}
pthread_exit("pthread1 finished ...\n");
}
void *pthread2(void *arg)
{
int i;
for(i=0;i<5;i++){
pthread_mutex_lock(&work_mutex);
printf("hello this is pthread2 --> %d\n",i);
pthread_mutex_unlock(&work_mutex);
sleep(2);
}
pthread_exit("pthread2 finished ...\n");
}

复制代码

运行结果

[yuanlai@fedora pthread]$ ./pthread2
hello this is pthread2 --> 0
hello this is pthread1 --> 0
hello this is pthread2 --> 1
hello this is pthread1 --> 1
hello this is pthread2 --> 2
hello this is pthread1 --> 2
hello this is pthread2 --> 3
hello this is pthread1 --> 3
hello this is pthread2 --> 4
hello this is pthread1 --> 4
the pthread1 return pthread1 finished ...
the pthread2 return pthread2 finished ...
[yuanlai@fedora pthread]$

复制代码

得到的实验现象与使用信号量的结果时一样的，暂时还没能找到好些的方式来体现出互斥量的特性，初学理解的还不够透彻，这里只是简单记录该怎么使用互斥量。

二值信号量与互斥量的区别

互斥量必须是在同一个任务申请，同一个任务释放，其他任务释放无效。

二值信号量，一个任务申请后，可以由其他任务释放。

论坛ID：yuanlai2010

发表时间：2014-09-12