Linux线程同步

2021-02-11 04:17

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标签:请求   mem   多次   选择   必须   允许   错别字   代码   语言   

一、线程同步的概念

线程同步?怎么同步?一起运行?一起停止?我当年听说线程同步这个词的时候,也是一头雾水。

在人们的日常生活中的锁大概有两种:一种是不允许访问;另一种是资源忙,同一时间只允许一个使用者占用,其它使用者必须要等待。

1)不允许访问的锁容易理解,就像每家每户的门锁,不允许外人进入。

2)第二种锁,例如火车上的厕所,它是公共的,空闲的时候任何人可以进入,人进去以后就会把它锁起来,其它的人如果要上厕所,必须等待解锁,即里面的人出来。还有红绿灯,红灯是加锁,绿灯是解锁。

对多线程来说,资源是共享的,基本上不存在不允许访问的情况,但是,共享的资源在某一时间点只能有一个线程占用,所以需要给资源加锁。

不知道是什么人采用了线程同步这个词,如果让我的命名,我会定义为线程锁,锁线程吗?不是,是锁共享资源,线程给共享资源加的锁。

线程的锁的种类有互斥锁、读写锁、条件变量、自旋锁、信号灯。

在本章节中,只介绍互斥锁,其它的锁应用场景复杂,开发难度很大,不合适初学者。

二、互斥锁

互斥锁机制是同一时刻只允许一个线程占有共享的资源。

1、初始化锁

int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex,const pthread_mutex_attr_t *mutexattr);

其中参数 mutexattr 用于指定锁的属性(见下),如果为NULL则使用缺省属性。

互斥锁的属性在创建锁的时候指定,当资源被某线程锁住的时候,其它的线程在试图加锁时表现将不同。当前有四个值可供选择:

1)PTHREAD_MUTEX_TIMED_NP,这是缺省值,也就是普通锁。当一个线程加锁以后,其余请求锁的线程将形成一个等待队列,并在解锁后按优先级获得锁。这种锁策略保证了资源分配的公平性。

2)PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE_NP,嵌套锁,允许同一个线程对同一个锁成功获得多次,并通过多次unlock解锁。

3)PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK_NP,检错锁,如果同一个线程请求同一个锁,则返回EDEADLK,否则与PTHREAD_MUTEX_TIMED_NP类型动作相同。

4)PTHREAD_MUTEX_ADAPTIVE_NP,适应锁,动作最简单的锁类型,等待解锁后重新竞争。

2、阻塞加锁

int pthread_mutex_lock(pthread_mutex *mutex);

如果是锁是空闲状态,本线程将获得这个锁;如果锁已经被占据,本线程将排队等待,直到成功的获取锁。

3、非阻塞加锁

int pthread_mutex_trylock( pthread_mutex_t *mutex);

该函数语义与 pthread_mutex_lock() 类似,不同的是在锁已经被占据时立即返回
EBUSY,不是挂起等待。

4、解锁

int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex *mutex);

线程把自己持有的锁释放。

5、销毁锁(此时锁必需unlock状态,否则返回EBUSY)

int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex *mutex);

销毁锁之前,锁必需是空闲状态(unlock)。

三、示例程序

多线程可以共享资源(变量和对象),对编程带来了方便,但是某些对象虽然可以共享,但在同一个时间只能由一个线程使用,多个线程同时使用会产生冲突,例如socket连接,数据库连接池。

我们把前几章节的socket客户端程序book247.cpp修改为多线程。

示例(book263.cpp)

/*
 * 程序名:book263.cpp,此程序用于演示多线程的互斥锁
 * 作者:C语言技术网(www.freecplus.net) 日期:20190525
*/
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

//xx pthread_mutex_t mutex; // 申明一个互斥锁

// 与客户端通信线程的主函数
void *pth_main(void *arg)
{
  int pno=(long)arg;   // 线程编号

  pthread_detach(pthread_self());

  char strbuffer[1024];

  for (int ii=0;ii

在book263.cpp程序中,客户端成功连上服务器后,创建两个线程,同时与服务端进行通信,发送3个请求报文并接收服务端的回应。

book263.cpp暂时不启用锁,先试试效果。

启动服务端程序book261,然后再启动book263。

运行效果

技术图片

大家仔细研究一下book263运行的结果,可以发现客户端的两个线程的报文收发出现了混乱。

把book263.cpp的线程锁代码启用,编译运行。

运行效果

技术图片
非常棒,这正在我们想要的结果。

四、版权声明

C语言技术网原创文章,转载请说明文章的来源、作者和原文的链接。
来源:C语言技术网(www.freecplus.net)
作者:码农有道

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原文地址:https://blog.51cto.com/14793471/2488710


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