@互斥锁和条件变量

互斥锁

互斥锁的作用

互斥锁用来保护代码临界区，从而保证任何时刻只有一个线程在临界区内执行。（防止多个线程或多个进程对内容进行同时读写）

互斥锁和条件变量被用来同步一个进程内的各个线程，如果一个互斥锁或条件变量存放在多个进程间共享的某个内存区中，则被用于进程间同步。

互斥锁的初始化

有两种初始化方式：

1、静态分配互斥锁：我们可以把它初始化为常量值

static pthread_mutex_t  lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER

2、动态分配互斥锁

使用malloc或分配到共享内存中，我们在允许前通过调用pthread_mutex_init函数来初始化。

#include <pthread.h>
 int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mptr,const pthread_mutexattr_t *attr);
 int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mptr);

互斥锁的上锁与解锁

#include <pthread.h>
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mptr);
int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mptr);
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mptr);

如果已有另外的线程锁住了互斥锁，这时候再使用pthread_mutex_lock将阻塞到该互斥锁解锁为止，而pthread_mutex_unlock则不会阻塞，会立即返回一个EBUSY错误。

互斥锁用于保证任何时刻只有一个线程在执行其中的代码，或者任何时刻只有一个进程正在执行其中的代码。代码如下：

lock_the_mutex(…);

临界区

unlock_the_mutex(…);

条件变量

条件变量的作用

条件变量是利用线程间共享的全局变量进行同步的一种机制，主要包括两个动作：一个线程等待”条件变量的条件成立”而挂起；另一个线程使”条件成立”（给出条件成立信号）。为了防止竞争，条件变量的使用总是和一个互斥锁结合在一起。

条件变量初始化

有两种初始化方式：

1、静态分配条件变量：我们可以把它初始化为常量值

static pthread_mutex_t  lock = PTHREAD_COND_INITIALIZER

2、动态分配互斥锁

使用malloc或分配到共享内存中，我们在允许前通过调用pthread_cond_init函数来初始化。

#include <pthread.h>
 int pthread_cond_init(pthread_mutex_t *cptr,const pthread_condattr_t *attr);

通过以下函数进行释放：

int pthread_cond_destory(const pthread_condattr_t *attr);

条件变量的使用

#include <pthread.h>
int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *cptr,pthread_mutex_t * mptr);
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cptr);

总结

1、互斥锁可以单独使用，用于解决资源的冲突访问。

2、条件变量通常配合互斥锁一起使用，条件变量的引入提高了代码的执行效率，为什么呢？如果没有条件变量，当生产者没有准备好的时候，消费者只能一次次的轮询，这是一种对CPU时间的浪费。而使用条件变量，消费者在条件不满足是进入睡眠，生产者改变条件变量触发信号通知消费者，消费者被唤醒工作，这是一种高效的通知机制。

内容来自《UNIX Network Programming》第七章