pthead 互斥锁使用详解

pthead 互斥锁使用

• 互斥锁：一种简单的线程同步机制，它可以用来保护共享资源，防止多个线程同时修改共享资源而引发竞争条件。

pthread_mutex_init

• 函数原型：

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

  • mutex：指向要初始化的互斥锁的指针。
  • attr：一个可选的指向互斥锁属性的指针，用于设置互斥锁的属性，可以为 NULL。
  • 返回值：成功返回 0，失败返回错误代码。

• 用于初始化一个互斥锁。

• 使用互斥锁时，应该先初始化再使用，最后再销毁。

pthread_mutex_destroy

• 函数原型：

  int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);
  

  • mutex：指向要销毁的互斥锁的指针
  • 返回值：成功返回 0，失败返回错误代码。

• 用于销毁一个互斥锁。

• 销毁互斥锁之前，要确保没有任何线程正在持有该互斥锁，否则会导致未定义的结果。

pthread_mutex_lock

• 函数原型：

  int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
  

  • mutex：要获取的互斥锁的指针。

• 用于获取一个互斥锁。

• 如果一个线程在获取互斥锁时发现该互斥锁已经被其他线程占用，那么它就会被阻塞，直到该互斥锁被释放为止。

• 在使用互斥锁时，要确保在临界区内的代码尽可能少，以避免长时间占用互斥锁而导致的性能问题。

pthread_mutex_unlock

• 函数原型：

  int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);
  

  • mutex：要释放的互斥锁的指针。

• 用于释放一个互斥锁。

• 只有成功获取互斥锁的线程才能使用 pthread_mutex_unlock 函数释放该互斥锁。如果一个线程在未获取互斥锁的情况下尝试调用 pthread_mutex_unlock 函数，将会产生未定义的行为。

• 在释放互斥锁之后，其他等待获取该互斥锁的线程将有机会获取到互斥锁，并进入临界区执行其任务。

示例

• 以下示例演示了两个线程交替写一个文件：

  #include 
  #include 
  #include 
  
  pthread_mutex_t g_mutex;
  
  void* thread1_func(void* arg)
  {
      FILE *fp = (FILE*)arg;
  
      // 获取互斥锁
      pthread_mutex_lock(&g_mutex);
  
      // 进入临界区，访问共享资源
      char *s = "thread1: hello\n";
      fwrite(s, strlen(s), 1, fp);
  
      // 释放互斥锁
      pthread_mutex_unlock(&g_mutex);
      return NULL;
  }
  
  void* thread2_func(void* arg)
  {
      FILE *fp = (FILE*)arg;
  
      // 获取互斥锁
      pthread_mutex_lock(&g_mutex);
  
      // 进入临界区，访问共享资源
      char *s = "thread2: hello\n";
      fwrite(s, strlen(s), 1, fp);
  
      // 释放互斥锁
      pthread_mutex_unlock(&g_mutex);
      return NULL;
  }
  
  int main()
  {
      // 新建文件
      FILE* fp = fopen("test.txt", "wt");
  
      // 初始化互斥锁
      pthread_mutex_init(&g_mutex, NULL);
  
      // 创建线程
      pthread_t th1;
      pthread_t th2;
      pthread_create(&th1, NULL, thread1_func, fp);
      pthread_create(&th2, NULL, thread2_func, fp);
  
      // 等待线程结束
      pthread_join(th1, NULL);
      pthread_join(th2, NULL);
  
      // 销毁互斥锁
      pthread_mutex_destroy(&g_mutex);
  
      // 关闭文件
      fclose(fp);
      return 0;
  }