執行緒同步與鎖

2022-08-17 08:15:10 字數 1031 閱讀 7325

為了避免多個執行緒對同乙個資料進行讀寫,我們要將各個執行緒進行同步。所謂同步,就是指在乙個執行緒訪問資料未結束的時候,其他執行緒不得對同一資料進行訪問。

同步最常用的方法是鎖。

是最簡單的一種鎖,只有兩種狀態:占用和非占用。她適合只能被唯一乙個執行緒獨佔訪問的資源。

允許多個執行緒併發訪問的資源適合使用訊號量。乙個初始值為n的訊號量允許被n個執行緒併發訪問。

當執行緒訪問資源時,訊號量的值減1。

如果訊號量值=0,則不允許訪問共享資源。

訪問完資源後,釋放訊號量,訊號量的值+1。

和二元訊號量很像,資源僅允許乙個執行緒訪問。不同的是訊號量可以被任意執行緒獲取釋放,也就是說,乙個執行緒獲取訊號量之後可以被另乙個執行緒釋放。而互斥量要求哪個執行緒獲取了互斥量就要由哪個執行緒釋放。

臨界區和互斥量訊號量的區別是,互斥量訊號量在任何程序中里都是可見的,也就是說,乙個程序建立了互斥量或訊號量,另乙個程序訪問這個互斥量或訊號量是合法的。而臨界區的作用範圍僅限於本程序,其他程序無法獲取該鎖。

使用訊號量、互斥量和臨界區保證同步,儘管能夠保證程式正確,但是對於頻繁讀偶爾寫的操作,效率會很低。讀寫鎖可以解決這個問題。讀寫鎖有兩種獲取方式,共享的(shared)和獨佔的(exclusive)。

當鎖處於自由態的時候,以任何一種方式獲取鎖都能成功;

當鎖處於共享狀態時,其他執行緒以shared方式獲取鎖會成功,以exclusive方式獲取鎖,需要等待鎖被其他所有執行緒釋放完畢後才能獲取。

當鎖處於獨佔狀態時,以shared和exclusive方式獲取鎖都需要等待鎖被其他所有執行緒釋放完畢。

讀寫鎖的狀態

以shared方式獲取

以exclusive方式獲取

自由成功

成功共享

成功等待

獨佔等待

等待對於條件變數,執行緒有兩種操作:等待和喚醒。執行緒可以等待條件變數,乙個條件變數可以被多個執行緒等待。執行緒也可以喚醒條件變數,此時所有等待條件變數的執行緒都將被喚醒。

也就是說,條件變數可以讓許多執行緒一起等待某個某個事件的發生,當某個事件發生時(條件變數被喚醒時),所有執行緒可以一起恢復執行。

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