信号量post/wait与互斥锁

线程同步：

协同步调，对公共区域数据按序访问。防止数据混乱，产生与时间有关的错误。

锁的使用：

建议锁！对公共数据进行保护。所有线程【应该】在访问公共数据前先拿锁再访问。但，锁本身不具备强制性。

使用mutex(互斥量、互斥锁)一般步骤：

pthread_mutex_t 类型。

1. pthread_mutex_t lock; 创建锁

2 pthread_mutex_init; 初始化    1

3. pthread_mutex_lock;加锁    1--    --> 0

4. 访问共享数据（stdout)

5. pthrad_mutext_unlock();解锁    0++    --> 1

6. pthead_mutex_destroy；销毁锁

 

初始化互斥量：

pthread_mutex_t mutex;

1. pthread_mutex_init(&mutex, NULL); 动态初始化。

2. pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;    静态初始化。

 

注意事项：

　　尽量保证锁的粒度， 越小越好。（访问共享数据前，加锁。访问结束【立即】解锁。）

　　互斥锁，本质是结构体。 我们可以看成整数。 初值为 1。（pthread_mutex_init() 函数调用成功。）

　　加锁： --操作， 阻塞线程。

　　解锁： ++操作， 换醒阻塞在锁上的线程。

　　try锁：尝试加锁，成功--。失败，返回。同时设置错误号 EBUSY

 

restrict关键字：

　　用来限定指针变量。被该关键字限定的指针变量所指向的内存操作，必须由本指针完成。

【死锁】：

是使用锁不恰当导致的现象：

　　1. 对一个锁反复lock。

　　2. 两个线程，各自持有一把锁，请求另一把。

读写锁：

　　锁只有一把。以读方式给数据加锁——读锁。以写方式给数据加锁——写锁。

　　读共享，写独占。

　　写锁优先级高。

　　相较于互斥量而言，当读线程多的时候，提高访问效率

pthread_rwlock_t rwlock;

pthread_rwlock_init(&rwlock, NULL);

pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);    try

pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);    try

pthread_rwlock_unlock(&rwlock);

pthread_rwlock_destroy(&rwlock);

 

条件变量：

　　本身不是锁！ 但是通常结合锁来使用。 mutex

pthread_cond_t cond;

 

初始化条件变量：

1. pthread_cond_init(&cond, NULL); 动态初始化。

2. pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;    静态初始化。

 

阻塞等待条件：

pthread_cond_wait(&cond, &mutex);

作用：  1） 阻塞等待条件变量满足

　　　  2） 解锁已经加锁成功的信号量 （相当于 pthread_mutex_unlock(&mutex)）

　　　  3）当条件满足，函数返回时，重新加锁信号量 （相当于， pthread_mutex_lock(&mutex);）

pthread_cond_signal(): 唤醒阻塞在条件变量上的 (至少)一个线程。

pthread_cond_broadcast()： 唤醒阻塞在条件变量上的 所有线程。

 

【要求，能够借助条件变量，完成生成者消费者】

信号量：

　　应用于线程、进程间同步。

　　相当于 初始化值为 N 的互斥量。 N值，表示可以同时访问共享数据区的线程数。

函数：

sem_t sem;    定义类型。

int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);

参数：

　　sem： 信号量

　　pshared： 0： 用于线程间同步

　　　　　　   1： 用于进程间同步

　　value：N值。（指定同时访问的线程数）

 

sem_destroy();

sem_wait();    一次调用，做一次-- 操作， 当信号量的值为 0 时，再次 -- 就会阻塞。 （对比 pthread_mutex_lock）

sem_post();    一次调用，做一次++ 操作. 当信号量的值为 N 时, 再次 ++ 就会阻塞。（对比 pthread_mutex_unlock）