多线程六——加锁方案三 ：pthread_mutex

一、定义

• mutex叫做”互斥锁”，等待锁的线程会处于休眠状态
• 需要导入头文件#import
  

解释：

pthread 开头的都是跨平台的，一般是通用的
* 可以在 windows, Linux ,mac 等
* 如果在 iOS 上会用这个锁，那么在其他平台也会使用这把锁。
* 它是互斥锁：mutex

现在有两种锁：
* 互斥锁
* 自旋锁

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二、代码演示，静态初始化

// 初始化锁 
- (instancetype)init
{
    if (self = [super init]) {
    	/// 初始化锁 
    	/// 但是当 使用属性赋值时，会报错。
    	/// 是静态初始化，在定义变量的同时，赋值
        pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
    }
    return self;
}

• 创建属性 @property(nonatomic,assign) pthread_mutex_t mutex;，赋值 属性 self.mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; 会报错。
• 点进 PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER 查看 #define PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER {_PTHREAD_MUTEX_SIG_init, {0}}
• 试试看可不可以 把结构体给 属性赋值 ？self.mutex = {_PTHREAD_MUTEX_SIG_init, {0}}; 不可以。会报错。
• self.mutex = *** ； 其实就是self 调用 setMutex [self setMutex:***];
• 定义结构体的时候必须要在定义的同时，赋值

结构体赋值
正确写法：

struct Date {
            int year;
            int month;
 };
// 2011 给 year，10给month
struct Date date = {2011,10};

不能写成

struct Date date;
date = {2011,10};

这是结构体语法规范

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三、初始化

• 初始化属性

/// 初始化属性
pthread_mutexattr_t attr;
pthread_mutexattr_init(&attr);

• 初始化锁

/// 初始化锁
 pthread_mutex_init(&_mutex, &attr);

• 设置锁的类型
• pthread_mutexattr_settype(&attr, 写下面的 0，1，2，)

/*
 * Mutex type attributes
 */
#define PTHREAD_MUTEX_NORMAL		0
#define PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK	1
#define PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE		2
#define PTHREAD_MUTEX_DEFAULT		PTHREAD_MUTEX_NORMAL

• PTHREAD_MUTEX_NORMAL 和 PTHREAD_MUTEX_DEFAULT 都是普通锁

• PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK 用来检查错误的

• PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE 递归锁

• pthread_mutexattr_settype(&attr, PTHREAD_MUTEX_DEFAULT);

• 销毁属性

/// 销毁属性
pthread_mutexattr_destroy(&attr);

以上代码，代表初始化完一把 锁
全部代码为：

- (instancetype)init
{
    if (self = [super init]) {
        /// 初始化属性
        pthread_mutexattr_t attr;
        pthread_mutexattr_init(&attr);
        pthread_mutexattr_settype(&attr, PTHREAD_MUTEX_DEFAULT)
        /// 初始化锁
        pthread_mutex_init(&_mutex, &attr);
        
        /// 销毁属性
        pthread_mutexattr_destroy(&attr);
    }
    return self;
}

剩下的代码 ：

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四、细节
细节一：init 时传NULL

• 当写 初始化锁的时候，可以不用写初始化属性，直接传入NULL 。 当为空时，相当于传的是 PTHREAD_MUTEX_DEFAULT

 /// 初始化锁
 pthread_mutex_init(&_mutex, NULL);

细节二：不用的时候，要销毁

- (void)dealloc {
    pthread_mutex_destroy(&_moneyMutex);
    pthread_mutex_destroy(&_ticketMutex);
}

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五、例子2
一个方法里面调用另一个方法。两个方法都加锁
代码：

- (void)otherTest {
    pthread_mutex_lock(&_mutex);
    NSLog(@"%s", __func__);
    [self otherTest2];
    pthread_mutex_unlock(&_mutex);
}

- (void)otherTest2 {
    pthread_mutex_lock(&_mutex);
    NSLog(@"%s", __func__);
    pthread_mutex_unlock(&_mutex);
}

执行结果： 死锁
解决办法：换锁，两个方法不用一把锁。

没有锁的时候，打印是正常的：

- (void)otherTest {
    NSLog(@"%s", __func__);
    [self otherTest2];
}

- (void)otherTest2 {
    NSLog(@"%s", __func__);
}

打印结果：

如果是递归，也会出现死锁的情况

- (void)otherTest {
    pthread_mutex_lock(&_mutex);
    NSLog(@"%s", __func__);
    // 自己调用自己
    [self otherTest];
    pthread_mutex_unlock(&_mutex);
}

解决办法: 使用递归锁

pthread_mutexattr_settype(&attr, PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE);

改完以后，会一直循环。
修改代码：

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递归锁：允许同一个线程对一把锁进行重复加锁。

如果是线程1 、线程2这样，就不是同一个线程。
它会自动判断是否是同一个线程过来加锁。

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六、条件

往数组中添加、删除 元素。应该怎么做？

• 添加元素和删除元素的时候，加同一把锁。

• 在 otherTest 方法中，调用这两个方法。先条用删除元素，再调用添加元素。

• 假如：删除元素和添加元素 是在不同线程做的。

• 想要做的效果是：数组中有元素的时候在删除，没有元素就不删除。

• 想要做的效果如下：
  

第一步：创建一个条件的属性

第二步：初始化条件

第三步：当不需要条件后，要销毁

第四步： 使用条件

解释：

1. 如果有一条线程调用 remove 方法，另一条线程调用 add 方法。当A线程调用 remove 方法时，会对mutex 锁进行加锁。当B线程 调用 add 方法时，要对 mutex 锁进行加锁。由于线程A先进行的加锁，线程B就只能等待。
2. remove 方法中有 一个判断，如果数组元素为0，那么锁进行等待。这个锁在睡觉的时候，会被放开。pthread_cond_wait(&_cond,&_mutex);这句代码在睡觉的时候，会把锁放开。
3. 这个时候，线程B中的add方法，就可以拿到mutex这把锁。
4. 一旦数组中有元素了，那么应该告诉 remove 方法，让他删除。
5. 在 add 方法中 写 pthread_cond_signal(&_cond); 这句代码会唤醒pthread_cond_wait(&_cond,&_mutex);这句代码。
   
6. 唤醒后，pthread_cond_wait(&_cond,&_mutex); 代码会给 _mutex 加锁。然后代码执行到remove 方法中的 [self.data removeLastObject]; ,然后就会解除 remove 方法中的 锁。
7. 也就是说 pthread_cond_wait(&_cond,&_mutex); 这个代码，在等待的时候，会 解锁。然后睡觉。当唤醒的时候。会再次加锁。
8. 使用场景：线程1 依赖线程2. 一个线程依赖另一个线程。
9. 生产者 - 消费者模式
10. 一边生产，一边消费。没有生产就没有消费。