进程间同步（1）——条件变量和互斥量

1. 概述

条件变量和互斥量是最基本的同步形式，总是用于同步同一个进程的各个线程间同步。

当把条件变量或互斥量放在共享内存区时，可用于进程间同步。

同样的情况还有读写锁，它们都是随进程的持续性。

 

2.互斥锁

互斥锁指代相互排斥，用于保护临界区。多个线程和多个进程分享的共享数据。

静态初始化：static pthread_mutex_t lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

动态初始化：互斥锁是动态分配的，pthread_mutex_init(&mutex);初始化

 

上锁和解锁

#include <pthread.h>

int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mptr);

int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *nptr);      //非阻塞上锁，出错EBUSY

int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mptr);

成功：0； 出错：EXXX

管道，消息队列的同步是隐式的，内核会处理同步。

共享缓冲区，线程间的必须是显示同步。

加锁和解锁必须是同一个线程，信号量没有这个限制。

 

3.等待与信号发送

互斥锁用于上锁，不能用于等待。信号量两者都可以。

条件变量pthread_cond_t用于等待。

#include <pthread.h>

int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *cptr, pthread_mutex_t *mptr);//等待某一条件变量被发送，此时会解锁互斥量。唤醒后会重新加锁

int pthread_cond_singal(pthread_cond_t *cptr);//信号发送

成功: 0; 出错：正的EXXX

每个条件变量都有一个信号量与之相关联，wait等待某个条件为真时，会指定其条件变量的地址和所关联的互斥锁的地址，目的是用互斥锁给条件变量加锁。

注意：在等待条件变量时要检测条件

while（条件为假）｛//可能有虚假的唤醒

pthread_cond_wait(…);
｝

 

4.属性

对于条件变量我们可以pthread_cond_broadcast广播，和pthread_cond_timewait定时等待。

条件变量和互斥锁默认具有单个进程的线程间共享属性PTHREAD_PROCESS_PRIVATE, 可以改变为进程间共享属性PTHREAD_PROCESS_SHARED。

//先初始化属性，再设置共享，最后初始化互斥锁

pthread_mutexattr_t mattr;

pthread_mutexattr_init(&mattr);

pthread_mutexattr_setshared(&mattr, PTHREAD_PROCESS_SHARED);//在进程间共享互斥锁，锁要放在共享内存区

//使用属性初始化锁

pthread_mutex_t *mptr;

pthread_mutex_init(mptr, &mattr);

可以利用同样的方法初始化pthread_cond_t