Linux--线程--互斥锁-编程知识

1.互斥量
a）互斥量（mutex）从本质上来说是一把锁，一般在主线程中定义一个互斥量，就是定义一把锁。然后根据我们的需求来对线程操作这把锁。

b）如果给所有的线程都加上锁了，线程们会去争取内存空间，谁先争取到谁先运行，直到该线程解锁后，期间其他线程只能等待阻塞。

c）因为主线程不上锁，在先拿到锁的线程在跑的过程中，主线程也会跟着跑。

include <pthread.h>
// 返回：若成功返回0，否则返回错误编号
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex, const pthread_mutexattr_t *restrict attr);创建锁
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);//加锁
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);//解锁
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);//销毁锁

互斥量用pthread_mutex_t数据类型表示。在使用互斥量前必须对它进行初始化，可以通过调用pthread_mutex_init函数进行初始化。如果动态地分配互斥量（例如通过调用malloc函数），那么在释放内存前需要调用 pthread_mutex_destroy.

要用默认的属性初始化互斥量，只需要把attr设置为NULL。

锁：如果线程不希望被阻塞，它可以使用pthread_mutex_trylock尝试对互斥量进行加锁。如果调用pthread_mutex_trylock时互斥量处于未锁住状态，那么pthread_mutex_trylock将锁住互斥量，不会出现阻塞并返回0，否则pthread_mutex_trylock就会失败，不能锁住互斥量，而返回EBUSY。

2.加锁解锁简单操作：

代码：

#include<stdio.h>
#include<pthread.h>
#include <unistd.h>int data = 0;//定义一个全局变量data 
pthread_mutex_t mutex;//创建一把锁 
void *func1(void *arg)
{int i;pthread_mutex_lock(&mutex);//加锁for(i=0;i<5;i++){printf("t1:thread id is:%ld\n",(unsigned long)pthread_self());printf("t1:is param:%d\n",*((int *)arg));sleep(1);}pthread_mutex_unlock(&mutex);//解锁
}
void *func2(void *arg)
{pthread_mutex_lock(&mutex);//加锁printf("t2:thread id is:%ld\n",(unsigned long)pthread_self());printf("t2:is param:%d\n",*((int *)arg));pthread_mutex_unlock(&mutex);//解锁}
void *func3(void *arg)
{pthread_mutex_lock(&mutex);//加锁printf("t3:thread id is:%ld\n",(unsigned long)pthread_self());printf("t3:is param:%d\n",*((int *)arg));pthread_mutex_unlock(&mutex);//解锁}
int main()
{int ret;int param = 100;pthread_t t1;pthread_t t2;pthread_t t3;pthread_mutex_init(&mutex,NULL);//初始化锁ret = pthread_create(&t1,NULL,func1,(void *)&param);//创建线程t1if(ret == 0){printf("main:创建线程t1成功!\n");}ret = pthread_create(&t2,NULL,func2,(void *)&param);//创建线程t2if(ret == 0){printf("main:创建线程t2成功!\n");}ret = pthread_create(&t3,NULL,func3,(void *)&param);//创建线程t3if(ret == 0){printf("main:创建线程t3成功!\n");}printf("main:获取主程序的ID:%ld\n",(unsigned long)pthread_self());pthread_join(t1,NULL);pthread_join(t2,NULL);pthread_join(t3,NULL);return 0;
}

结果:

先拿到锁的是t1线程先运行，但是会和主线程争抢内存，因为主线程没加锁，虽然会被打断，但是对于其他t2，t3线程，他们只有等待阻塞，等t1先运行完

3.互斥锁限制共享内存的访问

#include<stdio.h>
#include<pthread.h>
#include <unistd.h>
#include<stdlib.h>
int data = 0;//定义一个全局变量data 
pthread_mutex_t mutex;void *func1(void *arg)
{pthread_mutex_lock(&mutex);while(1){printf("线程t1拿到 data = %d\n",data++);sleep(1);if(data == 5){printf("t1:data = %d\n",data);pthread_mutex_unlock(&mutex);printf("=========t1线程退出============\n");exit(0);}}}
void *func2(void *arg)
{while(1){printf("线程t2拿到 data = %d\n",data);pthread_mutex_lock(&mutex);data++;pthread_mutex_unlock(&mutex);sleep(1);}
}
int main()
{int ret;int param = 100;pthread_t t1;pthread_t t2;pthread_mutex_init(&mutex,NULL);ret = pthread_create(&t1,NULL,func1,(void *)&param);//创建线程t1if(ret == 0){printf("main:创建线程t1成功!\n");}ret = pthread_create(&t2,NULL,func2,(void *)&param);//创建线程t2if(ret == 0){printf("main:创建线程t2成功!\n");}printf("主线程main拿到data:%d\n",data);pthread_join(t1,NULL);pthread_join(t2,NULL);pthread_mutex_destroy(&mutex);return 0;
}

结果：

t2解锁后，t1一直拿锁，知道循环结束，整个程序退出，因为是共享内存。

4.死锁

前提条件是定义了两把锁，其中一个线程拿到了第一把锁和第二把锁，另外的一个线程拿到了第二把锁和第一把锁，然后他们都在争用锁的使用权，因为都解他们各自拥有的第一把所，所以一直卡在争用锁锁的使用权。

代码：

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>//int pthread_create(pthread_t *restrict tidp, const pthread_attr_t *restrict attr, void *(*start_rtn)(void *), void *restrict arg);
pthread_mutex_t mutex;
pthread_mutex_t mutex2;int g_data=0;void *func1(void *arg)
{int i;pthread_mutex_lock(&mutex);sleep(1);pthread_mutex_lock(&mutex2);for(i=0;i<5;i++){printf("t1:%ld thread is create\n",(unsigned long)pthread_self());printf("t1:param is %d\n",*((int*)arg));sleep(1);}pthread_mutex_unlock(&mutex);
}
void *func2(void *arg)
{pthread_mutex_lock(&mutex2);sleep(1);pthread_mutex_lock(&mutex);printf("t2:%ld thread is create\n",(unsigned long)pthread_self());printf("t2:param is %d\n",*((int*)arg));pthread_mutex_unlock(&mutex);}int main()
{int ret;int param=100;pthread_t t1;pthread_t t2;pthread_mutex_init(&mutex,NULL);pthread_mutex_init(&mutex2,NULL);ret=pthread_create(&t1,NULL,func1,(void*)&param);	if(ret==0){printf("main:create t1 success\n");}ret=pthread_create(&t2,NULL,func2,(void*)&param);if(ret==0){printf("main:create t2 success\n");}printf("main %ld \n",(unsigned long)pthread_self());pthread_join(t1,NULL);pthread_join(t2,NULL);pthread_mutex_destroy(&mutex);pthread_mutex_destroy(&mutex2);return 0;
}

结果：

main:create t1 success
main:create t2 success
main 139666438145792 
^C
CLC@Embed_Learn:~/thread$ ./a.out
main:create t1 success
main:create t2 success
main 139839917381376 
^C
CLC@Embed_Learn:~/thread$ ./a.out
main:create t1 success
main:create t2 success
main 139912974800640 
^C
CLC@Embed_Learn:~/thread$

只有1把锁的情况下是不会造成死锁的

在这里func1拿着锁mutex，需要拿锁mutex2；func2拿着锁mutex2，需要拿锁mutex；从而造成了死锁。