并发程序设计--D8D9锁和条件变量
临界资源概念：
不能同时访问的资源，比如写文件，只能由一个线程写，同时写会写乱。
比如外设打印机，打印的时候只能由一个程序使用。
外设基本上都是不能共享的资源。
生活中比如卫生间，同一时间只能由一个人使用。
必要性： 临界资源不可以共享
man手册找不到 pthread_mutex_xxxxxxx （提示No manual entry for pthread_mutex_xxx）的解决方法：
apt-get install manpages-posix-dev
互斥锁的创建和销毁
两种方法创建互斥锁，静态方式和动态方式
动态方式：
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex,const pthread_mutexattr_t *restrict attr);
其中mutexattr用于指定互斥锁属性，如果为NULL则使用缺省属性。
静态方式：
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
锁的销毁：
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex)
在Linux中，互斥锁并不占用任何资源，因此LinuxThreads中的 pthread_mutex_destroy()除了检查锁状态以外（锁定状态则返回EBUSY）没有其他动作。
互斥锁的使用：
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex)
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex)
int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex)
vim 设置代码全文格式化：gg=G
实现两个线程同时往一个文件中写内容
#include
#include
#include
#include
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
FILE *fp;
void *func2(void *arg){
pthread_detach(pthread_self());
printf("This func2 thread\n");
char str[]="I write func2 line\n";
char c;
int i=0;
while(1){
pthread_mutex_lock(&mutex);
while(i 读写锁
必要性：提高线程执行效率
特性：
写者：写者使用写锁，如果当前没有读者，也没有其他写者，写者立即获得写锁；否则写者将等待，直到没有读者和写者。
读者：读者使用读锁，如果当前没有写者，读者立即获得读锁；否则读者等待，直到没有写者。
注意：
同一时刻只有一个线程可以获得写锁，同一时刻可以有多个线程获得读锁。
读写锁处于写锁状态时，所有试图对读写锁加锁的线程，不管是读者试图加读锁，还是写者试图加写锁，都会被阻塞。
读写锁处于读锁状态时，有写者试图加写锁时，之后的其他线程的读锁请求会被阻塞，以避免写者长时间的不写锁
初始化一个读写锁 pthread_rwlock_init
读锁定读写锁 pthread_rwlock_rdlock
非阻塞读锁定 pthread_rwlock_tryrdlock
写锁定读写锁 pthread_rwlock_wrlock
非阻塞写锁定 pthread_rwlock_trywrlock
解锁读写锁 pthread_rwlock_unlock
释放读写锁 pthread_rwlock_destroy
#include
#include
#include
#include
pthread_rwlock_t rwlock;
FILE *fp;
void * read_func(void *arg){
pthread_detach(pthread_self());
printf("read thread\n");
char buf[32]={0};
while(1){
//rewind(fp);
pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);
while(fgets(buf,32,fp)!=NULL){
printf("%d,rd=%s\n",(int)arg,buf);
usleep(1000);
}
pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
sleep(1);
}
}
void *func2(void *arg){
pthread_detach(pthread_self());
printf("This func2 thread\n");
char str[]="I write func2 line\n";
char c;
int i=0;
while(1){
pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);
while(i 死锁
概念：
避免方法：
- 锁越少越好，最好使用一把锁
- 调整好锁的顺序
条件变量
应用场景：生产者消费者问题，是线程同步的一种手段。
必要性：为了实现等待某个资源，让线程休眠。提高运行效率
资源非共享、资源不是随时随地就有，需要等待
int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *restrict cond,
pthread_mutex_t *restrict mutex);//等待资源
int pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *restrict cond,
pthread_mutex_t *restrict mutex,
const struct timespec *restrict abstime);//等待一定时间超时退出
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);//放出信号，有资源了
int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);
使用步骤：
初始化：
静态初始化（条件变量和互斥量必须结合使用）
pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER; //初始化条件变量
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; //初始化互斥量
或使用动态初始化
pthread_cond_init(&cond);
生产资源线程：
pthread_mutex_lock(&mutex);
开始产生资源
pthread_cond_sigal(&cond); //通知一个消费线程
或者
pthread_cond_broadcast(&cond); //广播通知多个消费线程
pthread_mutex_unlock(&mutex);
消费者线程：
pthread_mutex_lock(&mutex);
while （如果没有资源）{ //防止惊群效应
pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
}
有资源了，消费资源
pthread_mutex_unlock(&mutex);
注意：
1 pthread_cond_wait(&cond, &mutex)，在没有资源等待是是先unlock 休眠，等资源到了，再lock
所以pthread_cond_wait 和 pthread_mutex_lock 必须配对使用。
2 如果pthread_cond_signal或者pthread_cond_broadcast 早于 pthread_cond_wait ，则有可能会丢失信号。
3 pthead_cond_broadcast 信号会被多个线程收到，这叫线程的惊群效应。所以需要加上判断条件while循环。
#include
#include
#include
#include
pthread_cond_t hasTaxi=PTHREAD_COND_INITIALIZER;
pthread_mutex_t lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
struct taxi{
struct taxi *next;
int num;
};
struct taxi *Head=NULL;
void *taxiarv(void *arg){
printf("taxi arrived thread\n");
pthread_detach(pthread_self());
struct taxi *tx;
int i=1;
while(1){
tx = malloc(sizeof(struct taxi));
tx->num = i++;
printf("taxi %d comming\n",tx->num);
pthread_mutex_lock(&lock);
tx->next = Head;
Head = tx;
pthread_cond_signal(&hasTaxi);
//pthread_cond_broadcast(&hasTaxi);
pthread_mutex_unlock(&lock);
sleep(1);
}
pthread_exit(0);
}
void *takeTaxi(void *arg){
printf("take taxi thread\n");
pthread_detach(pthread_self());
struct taxi *tx;
while(1){
pthread_mutex_lock(&lock);
while(Head==NULL)
{
pthread_cond_wait(&hasTaxi,&lock);
}
tx = Head;
Head=tx->next;
printf("%d,Take taxi %d\n",(int)arg,tx->num);
free(tx);
pthread_mutex_unlock(&lock);
}
pthread_exit(0);
}
int main(){
pthread_t tid1,tid2,tid3;
pthread_create(&tid1,NULL,taxiarv,NULL);
// sleep(5);
pthread_create(&tid2,NULL,takeTaxi,(void*)1);
pthread_create(&tid2,NULL,takeTaxi,(void*)2);
pthread_create(&tid2,NULL,takeTaxi,(void*)3);
while(1) {
sleep(1);
}
}