解决线程间对共享资源的竞争



进行多线程编程，因为无法知道哪个线程会在哪个时候对共享资源进行操作，因此让如何保护共享资源变得复杂，通过下面这些技术的使用，可以解决

           线程之间对资源的竞争：

                1 互斥量Mutex

                2 信号灯Semaphore（不做介绍）

                3 条件变量Conditions

互斥量： 对于这种情况，系统给我们提供了 互斥 量 .线程在取出头节点前必须要等待 互斥量 ,如果此时有其他线程已经获得该 互斥量 ,那么该线程将会阻塞在这里.只有等到其他线程释放掉该 互斥量 后，该线程才有可能得到该 互斥量 。互斥量从本质上说就是一把锁, 提供对共享资源的保护访问

对于互斥量的使用步骤：创建，初始化，上锁，解锁，毁锁

#include

 int pthread_mutex_init (pthread_mutex_t 、*mutex,const pthread_mutexattr_t *attr)

 int pthread_mutex_destroy (pthread_mutex_t *mutex)

对共享资源的访问, 要使用互斥量进行加锁, 如果互斥量已经上了锁, 调用线程会阻塞, 直到互斥量被解锁。

int pthread_mutex_lock (pthread_mutex_t *mutex)

int pthread_mutex_trylock (pthread_mutex_t *mutex)

返回值: 成功则返回0, 出错则返回错误编号。

    trylock是非阻塞调用模式, 如果互斥量没被锁住, trylock函数将对互斥量加锁, 并获得对共享资源的访问权限; 如果互斥量被锁住了,trylock函数将不会阻塞等待而直接返回EBUSY, 表示共享资源处于忙状态

在操作完成后，必须给互斥量解锁，也就是前面所说的释放。这样其他等待该锁的线程才有机会获得该锁，否则其他线程将会永远阻塞。

int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex)

条件变量

条件变量和互斥锁配合使用。

条件变量用来阻塞一个线程，当条件不满足时，线程解开相应的互斥锁， 并等待条件的变化。 一旦某个线程改变条件，将通知条件变量唤醒一个或多个被此条件变量阻塞的线程，这些线程将重新锁定互斥锁并检测条件是否满足。

 

pthread_cond_t cond;

pthread_cond_init(&cond,NULL);

 

条件变量 等待和激发

int pthread_cond_wait

(pthread_cond_t * cond,pthread_mutex_t *mutex);

int pthread_cond_timedwait

(pthread_cond_t * cond,pthread_mutex_t *mutex,

const struct timespec *abstime);

typedef struct timespec

{

time_t tv_sec;

long tv_nsec;

};

激发条件：

pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond); 只能激活一个等待该条件的线程

pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond); 激活所有的等待进程

 

全过程可描述为：

线程 1

1、           pthread_mutex_lock() 上锁

2、           pthread_cond_wait() 等待

解锁 -> 条件满足 -> 上锁

3、           pthread_mutex_unlock 解锁

 

线程 2

1、           pthread_mutex_lock

2、           修改条件

3、           pthread_cond_signal()

4、           pthread_mutex_unlock