【线程】多线程同步互斥-互斥锁,生产者消费者问题

互斥锁

 

　　互斥锁用来保证同一时间内只有一个线程在执行某段代码（临界区）。多线程编程最容易出问题的地方，就是临界区的界定和访问控制。

　　下面是一个生产者，消费者的简单例子。生产者、消费者公用一个缓冲区，这里假定缓冲区只能存放一条消息。

 

生产者,消费者互斥

 1 //生产者,消费者问题
 2 //生产者、消费者公用一个缓冲区，这里假定缓冲区只能存放一条消息。
 3 
 4 
 5 #include <stdio.h>
 6 #include <stdlib.h>
 7 #include <pthread.h>
 8 #include <sys/time.h>
 9 
10 static char buff[50];
11 int have_msg=0;
12 pthread_mutex_t mutex;
13 int delay=1;
14 
15 void consumeItem(char *buff)
16 {
17     printf("consumer item\n");
18 }
19 
20 void produceItem(char *buff)
21 {
22     printf("produce item\n");
23 }
24 
25 void *consumer(void *param)//消费者进程回调函数
26 {
27     while (1)
28     {
29         pthread_mutex_lock(&mutex);
30         if (have_msg>0)
31         {
32             have_msg--;
33             consumeItem(buff);
34         }
35         pthread_mutex_unlock(&mutex);
36         sleep(delay);
37     }
38     return NULL;
39 }
40 
41 void *producer(void *param)//生产者进程回调函数
42 {
43     while (1)
44     {
45         pthread_mutex_lock(&mutex);
46         if (have_msg==0)
47         {
48             have_msg++;
49             produceItem(buff);
50         }
51         pthread_mutex_unlock(&mutex);
52         sleep(delay);
53     }
54     return NULL;
55 }
56 
57 //主函数
58 int main()
59 {
60     pthread_t tid_c, tid_p;
61     void *retval;
62     
63     pthread_mutex_init(&mutex, NULL);//默认属性初始化锁
64     
65     pthread_create(&tid_p, NULL, producer, NULL);
66     pthread_create(&tid_c, NULL, consumer, NULL);
67 
68     pthread_join(tid_p, &retval);
69     pthread_join(tid_c, &retval);
70 
71     return 0;
72 }

View Code

  

　　输出一定是这样的：

1 produce item
2 consumer item
3 produce item
4 consumer item
5 produce item
6 consumer item
7 produce item
8 consumer item

View Code

  

　　互斥锁最简单的使用是这样的：

pthread_mutex_t mutex;                   //定义锁
pthread_mutex_init(&mutex, NULL);   //默认属性初始化锁
pthread_mutex_lock(&mutex);           //申请锁
...
pthread_mutex_unlock(&mutex);       //释放锁

 

  

设置锁的属性

 

　　函数pthread_mutexattr_setpshared和函数pthread_mutexattr_settype用来设置互斥锁属性。

　　前者设置属性pshared，它有两个取值，PTHREAD_PROCESS_PRIVATE和PTHREAD_PROCESS_SHARED。

1. 前者用来不同进程中的线程同步
2. 后者用于同步本进程的不同线程。

　　在上面的例子中，我们使用的是默认属性PTHREAD_PROCESS_ PRIVATE。

 

　　后者用来设置互斥锁类型，可选的类型有PTHREAD_MUTEX_NORMAL、PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK、PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE和PTHREAD _MUTEX_DEFAULT。

　　它们分别定义了不同的上所、解锁机制，一般情况下，选用最后一个默认属性。

 

　　用法如下：

1 pthread_mutexattr_t mutexAttr;
2 pthread_mutexattr_init(&mutexAttr);
3 pthread_mutexattr_setpshared(&mutexAttr, PTHREAD_PROCESS_PRIVATE);
4 pthread_mutexattr_settype(&mutexAttr, PTHREAD_MUTEX_DEFAULT);
5 pthread_mutex_init(&mutex, &mutexAttr);

 

 

　　pthread_mutex_lock阻塞线程直到pthread_mutex_unlock被调用。

 

　　还有另外两个函数可以用：

int pthread_mutex_trylock (pthread_mutex_t *__mutex)

 

　　该函数立即返回，根据返回状态判断加锁是否成功。

 

int pthread_mutex_timedlock (pthread_mutex_t *mutex, struct timespec *__restrict)

 

　　该函数超时返回。

　　互斥锁主要用来互斥访问临界区。用于线程的互斥。