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多線程與互斥鎖的實(shí)例分析，很多新手對(duì)此不是很清楚，為了幫助大家解決這個(gè)難題，下面小編將為大家詳細(xì)講解，有這方面需求的人可以來學(xué)習(xí)下，希望你能有所收獲。
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線程：線程是程序中的一個(gè)執(zhí)行流，每個(gè)線程都有自己的專有寄存器(棧指針、程序計(jì)數(shù)器等)，但代碼區(qū)是共享的，即不同的線程可以執(zhí)行同樣的函數(shù)。
多線程：多線程是指程序中包含多個(gè)執(zhí)行流，即在一個(gè)程序中可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)不同的線程來執(zhí)行不同的任務(wù)，也就是說允許單個(gè)程序創(chuàng)建多個(gè)并行執(zhí)行的線程來完成各自的任務(wù)。
線程創(chuàng)建
函數(shù)原型：int pthread_create(pthread_t*restrict tidp,const pthread_attr_t *restrict attr,void *(*start_rtn)(void),void *restrict arg);
返回值：若是成功建立線程返回0，否則返回錯(cuò)誤的編號(hào)。
形式參數(shù)：pthread_t *restrict tidp要?jiǎng)?chuàng)建的線程的線程id指針；const pthread_attr_t *restrict attr創(chuàng)建線程時(shí)的線程屬性；void *(start_rtn)(void)返回值是void類型的指針函數(shù)；void *restrict arg start_rtn的形參。
線程掛起：該函數(shù)的作用使得當(dāng)前線程掛起，等待另一個(gè)線程返回才繼續(xù)執(zhí)行。也就是說當(dāng)程序運(yùn)行到這個(gè)地方時(shí)，程序會(huì)先停止，然后等線程id為thread的這個(gè)線程返回，然后程序才會(huì)斷續(xù)執(zhí)行。
函數(shù)原型：int pthread_join(pthread_tthread, void **value_ptr);
參數(shù)說明如下：thread等待退出線程的線程號(hào)；value_ptr退出線程的返回值。
返回值：若成功，則返回0；若失敗，則返回錯(cuò)誤號(hào)。
線程退出
函數(shù)原型：void pthread_exit(void *rval_ptr);
獲取當(dāng)前線程id
函數(shù)原型：pthread_t pthread_self(void);
互斥鎖
創(chuàng)建pthread_mutex_init；銷毀pthread_mutex_destroy；加鎖pthread_mutex_lock；解鎖pthread_mutex_unlock。
互斥量從本質(zhì)上說就是一把鎖, 提供對(duì)共享資源的保護(hù)訪問。
1. 初始化:
在Linux下, 線程的互斥量數(shù)據(jù)類型是pthread_mutex_t. 在使用前, 要對(duì)它進(jìn)行初始化:
對(duì)于靜態(tài)分配的互斥量, 可以把它設(shè)置為PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER, 或者調(diào)用pthread_mutex_init.
對(duì)于動(dòng)態(tài)分配的互斥量, 在申請(qǐng)內(nèi)存(malloc)之后, 通過pthread_mutex_init進(jìn)行初始化, 并且在釋放內(nèi)存(free)前需要調(diào)用pthread_mutex_destroy.
原型:
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex, const pthread_mutexattr_t *restric attr);
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);
頭文件:
返回值: 成功則返回0, 出錯(cuò)則返回錯(cuò)誤編號(hào).
說明: 如果使用默認(rèn)的屬性初始化互斥量, 只需把a(bǔ)ttr設(shè)為NULL. 其他值在以后講解。
2. 互斥操作:
對(duì)共享資源的訪問, 要對(duì)互斥量進(jìn)行加鎖, 如果互斥量已經(jīng)上了鎖, 調(diào)用線程會(huì)阻塞, 直到互斥量被解鎖. 在完成了對(duì)共享資源的訪問后, 要對(duì)互斥量進(jìn)行解鎖。
首先說一下加鎖函數(shù):
頭文件:
原型:
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);
返回值: 成功則返回0, 出錯(cuò)則返回錯(cuò)誤編號(hào).
說明: 具體說一下trylock函數(shù), 這個(gè)函數(shù)是非阻塞調(diào)用模式, 也就是說, 如果互斥量沒被鎖住, trylock函數(shù)將把互斥量加鎖, 并獲得對(duì)共享資源的訪問權(quán)限; 如果互斥量被鎖住了, trylock函數(shù)將不會(huì)阻塞等待而直接返回EBUSY, 表示共享資源處于忙狀態(tài)。
再說一下解所函數(shù):
頭文件:
原型: int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);
返回值: 成功則返回0, 出錯(cuò)則返回錯(cuò)誤編號(hào).
3. 死鎖:
死鎖主要發(fā)生在有多個(gè)依賴鎖存在時(shí), 會(huì)在一個(gè)線程試圖以與另一個(gè)線程相反順序鎖住互斥量時(shí)發(fā)生. 如何避免死鎖是使用互斥量應(yīng)該格外注意的東西。
總體來講, 有幾個(gè)不成文的基本原則:
對(duì)共享資源操作前一定要獲得鎖。
完成操作以后一定要釋放鎖。
盡量短時(shí)間地占用鎖。
如果有多鎖, 如獲得順序是ABC連環(huán)扣, 釋放順序也應(yīng)該是ABC。
線程錯(cuò)誤返回時(shí)應(yīng)該釋放它所獲得的鎖。
條件鎖
創(chuàng)建pthread_cond_init；銷毀pthread_cond_destroy；觸發(fā)pthread_cond_signal；廣播pthread_cond_broadcast；等待pthread_cond_wait。以后補(bǔ)充
下面以一個(gè)ｄｅｍｏ程序了解一下，
#include#include #include #include #include void * print_a(void *); void * print_b(void *); static pthread_mutex_t testlock; int main(void) { pthread_t t0; pthread_t t1; pthread_mutex_init(&testlock,NULL); //create thread a if(pthread_create(&t0,NULL,print_a,NULL)){ puts("fail to create pthread a"); exit(1); } //create thread b if(pthread_create(&t1,NULL,print_b,NULL)){ puts("fail to create pthread b"); exit(1); } void *result; if(pthread_join(t0,&result)==-1){ puts("fail to reconnect to"); exit(1); } if(pthread_join(t1,&result)==-1){ puts("fail to reconnect t1"); exit(1); } pthread_mutex_destroy(&testlock); return 0; } void * print_a(void *a){ int i=0; pthread_mutex_lock(&testlock); for(i=0;i<10;i++){ sleep(1); puts("aa"); if(i==4){ pthread_mutex_unlock(&testlock); sleep(1); pthread_mutex_lock(&testlock); } } pthread_mutex_unlock(&testlock); return NULL; } void * print_b(void *b){ int i=0; pthread_mutex_lock(&testlock); for(i=0;i<20;i++){ sleep(1); puts("bb"); if(i==6){ pthread_mutex_unlock(&testlock); sleep(1); pthread_mutex_lock(&testlock); } } pthread_mutex_unlock(&testlock); return NULL; }
運(yùn)行結(jié)果如下：
aa aa aa aa aa bb bb bb bb bb bb bb aa aa aa aa aa bb bb bb bb bb bb bb bb bb bb bb bb bb
我們創(chuàng)建了兩個(gè)進(jìn)程ｔ０和ｔ１，以及互斥鎖ｔｅｓｔｌｏｃｋ。當(dāng)兩個(gè)線程同時(shí)運(yùn)行的時(shí)候，線程ｔ０上鎖以后，線程ｔ１等待線程ｔ０釋放鎖，線程ｔ１加鎖以后線程ｔ０，等待，所以出現(xiàn)了如上的運(yùn)行結(jié)果。
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本文標(biāo)題：多線程與互斥鎖的實(shí)例分析
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