臨界資源：
一個進(jìn)程的資源對于運行在它內(nèi)部的線程是共享的，一次只允許一個線程使用的資源叫做臨界資源
臨界區(qū)：
訪問臨界資源的那段程序叫做臨界區(qū)
線程的同步：
同步就是協(xié)同步調(diào)，按照預(yù)定的先后順序執(zhí)行。
“同”字應(yīng)是指協(xié)同、協(xié)助、互相配合。
線程的互斥：
某一資源同時只允許一個訪問者對其進(jìn)行訪問，具有唯一性和排它性。
但互斥無法限制訪問者對資源的訪問順序，即訪問是無序的。
互斥量（mutex）
多個線程同時訪問共享數(shù)據(jù)時，經(jīng)常會發(fā)生沖突，因此常常引入互斥鎖來解決這個問題。
沖突：例如對一個全局變量g_var進(jìn)行加一操作，這樣的操作需要三條指令來完成：（1、把該變量的值從內(nèi)存讀到寄存器；2、寄存器進(jìn)行加一操作；3、把修改后的值寫回內(nèi)存），因為這三條指令的執(zhí)行不是原子操作，有可能線程1執(zhí)行了第一步（把變量值讀到寄存器），此時內(nèi)核調(diào)度線程2，線程2也把該值讀到寄存器，它們都進(jìn)行加一操作后寫回內(nèi)存，導(dǎo)致最后結(jié)果只加了一次，而我們希望是兩次。
解決：引入互斥鎖，獲得鎖的線程可以對變量進(jìn)行“讀-修改-寫”操作，這個操作是原子的，完成這個操作后釋放鎖給別的線程，沒有獲得鎖的線程只能等待而不能訪問該共享數(shù)據(jù)。
有關(guān)函數(shù)：
1.互斥鎖的初始化及銷毀
其中初始化既可以使用函數(shù)pthread_mutex_init（），也可以定義pthread_mutex_t類型的變量mutex，并賦值PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER
2.對mutex的加鎖及解鎖
一個線程可以調(diào)用pthread_mutex_lock獲得Mutex,如果這時另一個線程已經(jīng)調(diào)用pthread_mutex_lock獲得了該Mutex,則當(dāng)前線程需要掛起等待,直到另一個線程調(diào)用pthread_mutex_unlock釋放Mutex,當(dāng)前線程被喚醒,才能獲得該Mutex并繼續(xù)執(zhí)行。
如果一個線程既想獲得鎖,又不想掛起等待,可以調(diào)用pthread_mutex_trylock,如果Mutex已經(jīng)被另一個線程獲得,這個函數(shù)會失敗返回EBUSY,而不會使線程掛起等待。
Mutex的lock和unlock的偽碼（以x86的xchg指令為例):
不使用互斥量代碼：
#include#include void *thread(void *arg) { int count=2000; while(count-- >0){ int var=g_var; printf("this is thread%d,g_var=%d\n",(int)arg,g_var); g_var=var+1; } } int main() { pthread_t tid1,tid2; if(pthread_create(&tid1,NULL,thread,(void*)1)!=0){ printf("creat tid1 is failed\n"); } if(pthread_create(&tid1,NULL,thread,(void*)2)!=0){ printf("creat tid1 is failed\n"); } pthread_join(tid1,NULL); pthread_join(tid2,NULL); return 0; }
運行結(jié)果：
第一次運行線程1和線程2一共加了2275次
第二次運行一共把g_var加了2000次
使用互斥量實現(xiàn)代碼：
include#include //pthread_mutex_t mutex_lock=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; struct info { int _var; pthread_mutex_t *_mutex_lock; }info; int g_var=0; void *thread(void *arg) { struct info* _lock=(struct info*)arg; int count=2000; while(count-- >0){ pthread_mutex_lock(_lock->_mutex_lock); int var=g_var; printf("this is thread%d,g_var=%d\n",_lock->_var,g_var); g_var=var+1; pthread_mutex_unlock(_lock->_mutex_lock); } } int main() { pthread_t tid1,tid2; pthread_mutex_t mutex_lock; int err=pthread_mutex_init(&mutex_lock,NULL); if(err!=0){ printf("%s\n",strerror(err)); } struct info info1; info1._var=1; info1._mutex_lock=&mutex_lock; if(pthread_create(&tid1,NULL,thread,&info1)!=0){ printf("creat tid1 is failed\n"); } struct info info2; info2._var=2; info2._mutex_lock=&mutex_lock; if(pthread_create(&tid2,NULL,thread,&info2)!=0){ printf("creat tid2 is failed\n"); } pthread_join(tid1,NULL); pthread_join(tid2,NULL); err=pthread_mutex_destroy(&mutex_lock); if(err!=0){ printf("%s\n",strerror(err)); } return 0; }
運行結(jié)果：
線程1和線程2共執(zhí)行了4000次
總結(jié)：當(dāng)一個線程已經(jīng)獲得鎖，另一個線程需掛起等待，當(dāng)該線程釋放鎖后，會喚醒正在等待線程。每個mutex都有一個等待隊列，當(dāng)線程掛起時，就加入該等待隊列，狀態(tài)設(shè)置為睡眠。一個線程要喚醒別的線程，只需要從等待隊列中取出一項加入就緒隊列并把它的狀態(tài)設(shè)置為就緒。
有的時候一個線程會兩次獲得鎖，第一次正常獲得，第二次獲得所得時候發(fā)現(xiàn)鎖已經(jīng)被別占用，它就會掛起，導(dǎo)致自己占用了鎖卻處于掛起狀態(tài)，這樣就產(chǎn)生了死鎖。
死鎖：
產(chǎn)生死鎖的原因
1、進(jìn)程資源不足
2、進(jìn)程推進(jìn)的順序不合適
3、系統(tǒng)資源的分配不當(dāng)
產(chǎn)生死鎖的必要條件：
1、互斥條件：一個資源一次只能被一個進(jìn)程使用
2、請求與保持條件：一個已經(jīng)進(jìn)程因請求資源而阻塞，對已獲得的資源保持不放
3、不剝奪條件：進(jìn)程已獲得的資源，在沒使用完之前，不能強行剝奪
4、循環(huán)等待條件：若干個進(jìn)程之間形成一種頭尾相接的循環(huán)等待資源關(guān)系
產(chǎn)生死鎖時，以上四個必要條件一定都成立。
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