Linux系統編程(18)——互斥-互斥鎖、死鎖
互斥機制的原因:
線程的搶占式執行,引起線程安全問題(多線程環境下程序的執行結果出現預期結果之外的值
)。主要在公共資源的使用上才會顯示最大問題。多個線程訪問的那個公共資源叫做——臨界資源
訪問臨界資源的代碼叫做——臨界區
在臨界區使用 互斥機制 就能解決線程不安全問題。
互斥機制的使用:使用互斥鎖(互斥鎖就像ATM取錢)
- 先加鎖
- 執行臨界區代碼
- 釋放鎖
同一時刻只有一個線程才能執行臨界區代碼,其他線程只能等待鎖的釋放。
互斥鎖相關函數:
位置在主函數中:
pthread_mutex_init(&mutex,NULL):初始化鎖,一定要初始化
pthread_mutex_destory(&mutex):釋放鎖
定義全局函數位置定義:
pthread_mutex_t mutex:定義一個互斥鎖
需要互斥鎖就加在需要函數的位置中:
pthread_mutex_lock(&mutex):上鎖
pthread_mutex_unlock(&mutex):開鎖
互斥鎖也叫掛起等待鎖,一旦線程獲取鎖失敗就會掛起(進入操作系統的等待隊列中)這個線程什么時候才能恢復執行,也不是其他線程釋放鎖立即就能恢復執行,而是在其他線程釋放鎖之后,當前線程還要看操作系統的心情來決定啥時候恢復執行。
代碼實例:
//多線程求g_count 的值 #include <stdio.h> #include<pthread.h> //頭文件 #define THERAD_NUM 2 //定義一個互斥鎖 pthread_mutex_t mutex; int g_count = 0; void* ThreadEntry(void* arg) { //新線程入口,參數 (void)arg; for (int i = 0; i < 50000;++i) { //如果鎖已經被其他線程獲取到了,當線程在想獲取,就會在lock 函數阻塞 pthread_mutex_lock(&mutex);//上鎖 ++g_count; pthread_mutex_unlock(&mutex); //開鎖 } return NULL; } int main() { //主線程 pthread_t tid[THERAD_NUM]; pthread_mutex_init(&mutex, NULL);//互斥鎖初始化函數 for (int i = 0; i < THERAD_NUM; ++i) { pthread_create(&tid[i], NULL, ThreadEntry, &args[i]); } for (int i = 0; i < 50000; ++i) { ++g_count; } for (int i = 0; i < THERAD_NUM; ++i) { //釋放新線程 pthread_join(tid[i], NULL); } printf("%d", g_count); pthread_mutex_destory(&mutex);//互斥鎖釋放函數 return 0; }
結果就是:1000000;如果不加互斥鎖結果就是未知,隨意的,偶爾得到100000.
互斥鎖能夠保證線程的安全,最終的程序效率會有影響,但是會引發新的問題,更嚴重的問題——死鎖 !!!
死鎖
死鎖的常見的場景:
- 一個線程連續兩次的加鎖(加了一次鎖,再次嘗試加鎖)
- 兩個線程1、2;兩把鎖A、B;線程1 先獲取鎖A,在獲取鎖B;線程2 先獲取鎖B,再獲取鎖B;就會引起死鎖
(第二個就是:你拿著筷子,你朋友拿著勺子,但是你要勺子,朋友要筷子。這時候,你說:你先把勺子給我我在給你筷子。你朋友說:你先把筷子給我我在給你勺子。兩個人互不相讓,這時候就陷入死鎖了。——類似哲學家吃飯問題,經典的死鎖場景)
如何解決死鎖問題?
實用操作時一個簡單粗暴的方法,但是很有效。
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