多線程編程：互斥

多線程共享一個進程的地址空間雖然線程間通信容易進行，但是多線程同時訪問共享對象時需要引入同步和互斥機制。

1.線程間的互斥，引入互斥鎖的目的是用來保證共享資源數據操作的完整性。
互斥鎖主要用來保護臨界資源，每個鄰界資源都由一個互斥鎖來保護，任何時刻最多只能有一個線程能訪問該資源。線程必須先獲得互斥鎖才能訪問臨界資源，訪問完臨界資源后釋放該鎖。如果無法獲得鎖，線程會阻塞知道獲得鎖為止。

2同步指的是多個任務按照約定的順序相互配合完成一件事情，

  1 #include<stdio.h>
  2 #include<pthread.h>
  3 int g_count=0;
  4 void* pthread_run(void* arg)
  5 {
  6     int count=5000;
  7     int tmp;
  8     while(count--)
  9     {
 10         tmp=g_count;
 11         printf("pthread_id:%d ,g_count: %d\n",(int)arg,tmp);
 12         g_count=tmp+1;
 13     }
 14     return (void*)0;
 15 }
 16 int main()
 17 {
 18     pthread_t tid1,tid2;
 19     pthread_create(&tid1,NULL,pthread_run,(void*)1);
 20     pthread_create(&tid2,NULL,pthread_run,(void*)2);
 21     sleep(1);
 22     printf("finally,g_count:  %d\n",g_count);
 23     return 0;
 24 }

按照預期結果，應該打印出10000，把g_count加10000次

但是，

這是因為兩個線程同時對全局變量進行操作時產生干擾。

多線程的互斥操作主要用互斥量來實現，保護臨界資源，對臨界區加鎖。

#include <pthread.h>

int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);

int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex,

const pthread_mutexattr_t *restrict attr);//attr一般使用默認值為NULL

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

加鎖，去鎖函數

#include <pthread.h>

int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);//阻塞式

int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);//非阻塞式

int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);

實現加鎖

  1 #include<stdio.h>
  2 #include<pthread.h>
  3 pthread_mutex_t mutex=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
  4 int g_count=0;
  5 void* pthread_run(void* arg)
  6 {
  7     int count=5000;
  8     int tmp;
  9     while(count--)
 10     {
 11         pthread_mutex_lock(&mutex);
 12         tmp=g_count;
 13         printf("pthread_id:%d ,g_count: %d\n",(int)arg,tmp);
 14         g_count=tmp+1;
 15         pthread_mutex_unlock(&mutex);
 16     }
 17     return (void*)0;
 18 }
 19 int main()
 20 {
 21     pthread_t tid1,tid2;
 22     pthread_create(&tid1,NULL,pthread_run,(void*)1);
 23     pthread_create(&tid2,NULL,pthread_run,(void*)2);
 24     sleep(1);
 25     pthread_mutex_destroy(&mutex);
 26     printf("finally,g_count:  %d\n",g_count);
 27     return 0;
 28 }

總結：加鎖時應該考慮問題的規模選擇加鎖的粒度，應從安全，性能，穩定性三方面來考慮。

加鎖時，粒度越大，申請鎖的次數少，申請鎖時會占代碼資源；

加鎖加的越早，并行性能降低，程序執行效率也隨之降低。