Linux多线程互斥量：一种保证线程安全的同步机制

PHP中文网 • 2025年2月25日 23:48:41 • 互联网 • 阅读 3

linux系统是一种支持多任务并发执行的操作系统，它可以同时运行多个进程，从而提高系统的利用率和效率。但是，如果一个进程中有多个线程，而这些线程需要共享一些数据或资源，就可能出现数据不一致或资源竞争的问题，导致系统的错误或异常。为了解决这个问题，就需要使用一些同步机制，例如信号量、条件变量、互斥量等。其中，互斥量是一种比较简单而有效的同步机制，它可以让一个线程在访问共享数据或资源时，锁定它们，防止其他线程同时访问，从而保证线程安全。本文将介绍linux系统中多线程互斥量的互斥的方法，包括互斥量的初始化、加锁、解锁和销毁等方面。

同步

同一个进程中的多个线程共享所在进程的内存资源，当多个线程在同一时刻同时访问同一种共享资源时，需要相互协调，以避免出现数据的不一致和覆盖等问题，线程之间的协调和通信的就叫做线程的同步问题, 线程同步的思路: 让多个线程依次访问共享资源，而不是并行

互斥VS同步

互斥：是指某一资源同时只允许一个访问者对其进行访问，具有唯一性和排它性。但互斥无法限制访问者对资源的访问顺序，即访问是无序的。如果操作是原子操作，那么天然的具有互斥同步：是指在互斥的基础上（大多数情况），通过其它机制实现访问者对资源的有序访问。在大多数情况下，同步已经实现了互斥，特别是所有写入资源的情况必定是互斥的。少数情况是指可以允许多个访问者同时访问资源

互斥量Mutex:

本质上说就是一把锁，提供对资源的独占访问，所以Mutex主要的作用是用于互斥。互斥量使同时只能有一个线程访问数据，可以看做一种的0/1信号量Mutex对象的值只有0和1。分别代表了Mutex的锁定状态和空闲状态:锁定状态：当前对象被锁定，用户进程/线程如果试图Lock临界资源，则进入等待；空闲状态：当前对象为空闲，用户进程/线程可以Lock临界资源，之后Mutex值减1变为0。Mutex被创建时可以有初始值，表示Mutex被创建后，是锁定状态还是空闲状态。在同一个线程中，为了防止死锁，系统不允许连续两次对Mutex加锁(系统一般会在第二次调用立刻返回)。也就是说，加锁和解锁这两个对应的操作，需要在同一个线程中完成。

互斥量模型

#include pthread_mutex_t  mutex                //定义互斥锁               pthread_mutex_init()            //初始化锁          pthread_mutex_lock()/pthread_mutex_trylock()  ...     //加锁                  pthread_mutex_unlock()          //解锁                        pthread_mutex_destroy()         //销毁                        //成功返回0,失败返回error number#include int pthread_mutex_init  (pthread_mutex_t *mutex, const pthread_mutexattr_t *mutexattr);int pthread_mutex_lock  (pthread_mutex_t *mutex);int pthread_mutex_trylock   (pthread_mutex_t *mutex);int pthread_mutex_unlock    (pthread_mutex_t *mutex);int pthread_mutex_destroy   (pthread_mutex_t *mutex);

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死锁deadlock

死锁主要发生在有多个依赖锁存在时，会在一个线程试图与另一个线程沿着相反的顺序锁住互斥量时发生
当黑球线程按照A->的方向使用共享资源，同时白球线程按照B->A的顺序使用共享资源，不巧的是，黑球线程锁定A资源直到获得了释放了的B资源，白球线程锁定B资源直到获得了释放了的A资源，最后的结果就是他们都不能获得自己想要的资源，都锁定着对方想要的资源

解决死锁：

对共享资源操作前一定要获得锁完成操作后一定要释放锁尽量短的时间占用锁如果有多锁，如获得的顺序是ABC顺序，那么释放顺序也该是ABC线程错误返回时会释放它所获得的锁

例子

#include#include#include#includechar* buf[5];int pos;//1.定义互斥量pthread_mutex_t mutex;void* task(void* pv){    //3.使用互斥量进行加锁    pthread_mutex_lock(&mutex);        //4.访问共享内存    buf[pos]=(char*)pv;    sleep(1);    pos++;    //5.使用互斥量进行解锁    pthread_mutex_unlock(&mutex);}main(){    //2.初始化互斥量    pthread_mutex_init(&mutex,NULL);    pthread_t thread;    pthread_create(&thread,NULL,task,(void*)"zhangfei");    pthread_t thread2;    pthread_create(&thread2,NULL,task,(void*)"guanyu");        pthread_join(thread,NULL);    pthread_join(thread2,NULL);    //打印字符指针数组中的有效数据    int i=0;    for(i=0;iprintf("%s ",buf[i]);    }    printf("");    //6.如果不再使用则销毁互斥量    pthread_mutex_destroy(&mutex);    return 0;}

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本文介绍了Linux系统中多线程互斥量的互斥的方法，包括互斥量的初始化、加锁、解锁和销毁等方面。通过了解和掌握这些知识，我们可以更好地使用互斥量来实现多线程之间的同步，提高系统的稳定性和效率。当然，Linux系统中多线程互斥量还有很多其他的特性和用法，需要我们不断地学习和研究。希望本文能给你带来一些启发和帮助。

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