同步機制互斥鎖

互斥鎖指代相互排斥，它是最基本的同步形式。互斥鎖用於保護臨界區，以保證任何時刻只有乙個執行緒在執行其中的**，或者任何乙個時刻只有乙個程序在執行其中的**。保護乙個臨界區的**的通常輪廓大體如下：

lock_the_mutex(...)

臨界區unlock_the_mutex(...)

posix互斥鎖被宣告為具有pthread_mutex_t 資料型別的變數。如果互斥鎖變數是靜態分配的，那麼我們可以把它初始化成常值pthread_mutex_initializer，例如：

static pthread_mutex_t lock = pthread_mutex_initializer

如果互斥鎖是動態分配的（例如通過呼叫malloc），或者分配在共享記憶體區中，那麼我們必須在執行之時通過呼叫pthread_mutex_init函式來初始化它。

下列三個函式給乙個互斥鎖上鎖和解鎖。

#include

int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mptr)

int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t * nptr)

int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t * mptr)

均返回：若成功返回0，若出錯返回正的e***值

如果嘗試乙個已由另外乙個執行緒鎖住的互斥鎖上鎖，那麼pthread_mutex_lock將阻塞到該互斥鎖解鎖為止。pthread_mutex_trylock是對應的非阻塞函式，如果該互斥鎖已鎖住，它就返回乙個ebusy錯誤。

儘管我們說互斥鎖保護的是臨界區，實際上保護的是在臨界區中被操縱的資料。也就是說，互斥鎖通常用於保護由多個執行緒和多個程序分享的共享資料。

（一、）生產者-消費者問題

在單個程序中有多個生產者執行緒和單個消費者執行緒。整數陣列buff含有被生產和消費的條目（也就是共享資料），在第乙個例子中，我們只關心多個生產者執行緒之間的同步。直到所有生產者執行緒都生產完成工作後，我們才啟動消費者執行緒。

其**如下：

#include#include#include#include#define maxnitems 1000
#define maxnthreads 100
int nitems;
structshared = ;
int min(const int a,const int b)
void * produce(void *arg)
shared.buff[shared.nput] = shared.nval;
shared.nput++;
shared.nval++;
pthread_mutex_unlock(&shared.mutex);
*((int *)arg) += 1;
}}void * consume(void *arg)
#endif
printf("buff[%d] = %d\n",i,shared.buff[i]);
}return (null);
}int main(int argc,char*argv)
nitems = min(atoi(argv[1]),maxnitems);
nthreads = min(atoi(argv[2]),maxnthreads);
pthread_setconcurrency(nthreads);
for(i = 0; i < nthreads; ++i)
for(i = 0; i < nthreads; ++i)
pthread_create(&tid_consume,null,consume,null);
pthread_join(tid_consume,null);
return 0;
}

其執行結果：

對比上鎖與等待：

現在展示互斥鎖用於上鎖而不用於等待。我們把上一節的生產者-消費者例子改為在所有生產者執行緒都啟動後立即啟動消費者執行緒。這樣在生產者執行緒產生資料的同時，消費者執行緒就能處理它，而不是像之前那樣，消費者執行緒直到所有生產者執行緒都完成後才啟動。下面給出具體的**：

#include#include#include#include#define maxnitems 1000
#define maxnthreads 100
int nitems;
structshared = ;
int min(const int a,const int b)
void * produce(void *arg)
shared.buff[shared.nput] = shared.nval;
shared.nput++;
shared.nval++;
pthread_mutex_unlock(&shared.mutex);
*((int *)arg) += 1;
}}void consume_wait(int i)
pthread_mutex_unlock(&shared.mutex);
}}void * consume(void *arg)
return (null);
}int main(int argc,char*argv)
nitems = min(atoi(argv[1]),maxnitems);
nthreads = min(atoi(argv[2]),maxnthreads);
pthread_setconcurrency(nthreads + 1);
for(i = 0; i < nthreads; ++i)
pthread_create(&tid_consume,null,consume,&count[i]);
for(i = 0; i < nthreads; ++i)
pthread_join(tid_consume,null);
return 0;
}

上述就是對互斥鎖的一些基本的應用。。。

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