Linux多线程的同步-----信号量和互斥锁
前面两篇给基本概念讲过了，大家有兴趣的可以去看一下：
Linux多线程_神厨小福贵！的博客-CSDN博客进程和线程的区别有哪些呢？进程是资源分配的最小单位，线程是CPU调度的最小单位进程有自己的独立地址空间，线程共享进程中的地址空间进程的创建消耗资源大，线程的创建相对较小进程的切换开销大，线程的切换开销相对较小进程：程序执行的过程叫进程。线程：进程内部的一条执行序列或执行路径，一个进程可以包含多条线程(多线程)！每个进程最少有一个线程，例如下面代码：#include <stdio.h>int main(){ return 0;} ...
https://blog.csdn.net/qq_45829112/article/details/121458560Linux多线程的进阶理解_神厨小福贵！的博客-CSDN博客首先来看在Linux中如何实现多线程的，下面是《Linux内核设计与实现第三版》中扫描页的截图：这段话我冒昧的解析一下，如有不当，欢迎指出，大家共同进步！在Linux中线程和进程没有任何区别（站在内核角度来看），每个线程属于自己的task_struct，task_struct相当于在进程中的PCB(进程描述符)，每创建一个新的进程就有一个新的进程描述符，在内核中线程看起来就是普通的进程，但是这个进程和它的主线程(在内核看来就是主进程)共享一块内存地址，同一个进程描述符！下面来看一段代码.https://blog.csdn.net/qq_45829112/article/details/121522914
下面来说一下Linux多线程中使用信号量和互斥锁对多线程进行同步！
先来看一下下面的一段代码来了解为什么需要对进程进行同步：
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
#include<pthread.h> //多线程的创建 等待 退出所需的头文件int g_index = 1;void* fun(void* arg)
{for(int i = 0 ; i < 1000 ; i++){printf(" g_index = %d \n",g_index++);}
}int main()
{pthread_t id[5];for(int i = 0 ; i < 5 ; i++){pthread_create(&id[i],NULL,fun,NULL);}for(int i = 0 ; i < 5 ; i++){pthread_join(id[i],NULL);}exit(0);}如上代码所示，该代码的初衷是想由主线程创建五个子线程来共同对全局变量g_index进行++的操作，理想中打印出来的结果应该是1 2 3 ...... 5000
那么具体结果是如何呢，下面我们来看一下代码运行的结果：
这是第一次运行：：
这是第二次运行：
大家可以看看，仅仅是两次的运行，结果就大不相同，这只是两次的结果，如果多运行几次，那么结果可能千变万化。
我们先来说一下出现这种情况的原因是什么，请看下图：
那么如何解决这种情况呢，信号量和互斥锁
下面来看信号量：
先来看包含他们的头文件：#include <semaphore.h>
信号量的初始化：int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);
第一个参数是信号量的地址；
第二个参数是释放需要两线程之间共享，这里我们用不到，给个0就好
第三个参数是信号量的初始值
信号量的p(对信号进行-1的操作)操作：int sem_wait(sem_t *sem);
信号量的v(对信号量进+1操作)操作：int sem_post(sem_t *sem);
参数就是信号量的地址
信号量的销毁：int sem_destroy(sem_t *sem);
那么对于这道题来说，想要让五个子线程打印5000个有序的数来说，需要定义多少个信号量呢？大家好好想想，没思路的话，可以去看看这篇博客：Linux编程题：信号量同步三进程依次打印若干次ABC_神厨小福贵！的博客-CSDN博客
大家是不是以为定义5个信号量，来追着下一个信号量的尾巴，对它进行操作，然后打印吗？
错了(也不是完全错了)，上面那种五个信号量适用于进程间的，而在线程中，他们是并发执行的，你要是搞5个信号量的，就是规定了每个线程的打印顺序，完全没必要，我们现在完全不关心谁先打印数字(谁先打印都无所谓的)，我们关心的只是多个线程中同时只有一个能进行打印，所以一个信号量足够了，下面来看代码：
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
#include<pthread.h>
#include<semaphore.h> //信号量操作所需的头文件sem_t semid; //定义信号量
int g_index = 1;void* fun(void* arg)
{for(int i = 0 ; i < 1000 ; i++){sem_wait(&semid); //在g_index++之前进行减一操作，使得其他的线程堵塞printf(" g_index = %d \n",g_index++);sem_post(&semid); //在g_index++之后进行加一操作，使得其他的线程得以正常运行}
}int main()
{sem_init(&sem,0,1); //将信号量初始值给1pthread_t id[5];for(int i = 0 ; i < 5 ; i++){pthread_create(&id[i],NULL,fun,NULL);}for(int i = 0 ; i < 5 ; i++){pthread_join(id[i],NULL);}sem_destroy(&semid); //信号量的销毁函数exit(0);}这样的话，我们来看一下运行结果！
这样的话，就让多线程并发执行进行同步！
下面再来看看互斥锁：
头文件就是线程创建函数的头文件：#include <pthread.h>
线程同步指的是当一个线程在对某个临界资源进行操作时，其他线程都不可以对这个资源进行操作，直到该线程完成操作， 其他线程才能操作，也就是协同步调，让线程按预定的先后次序进行运行。
互斥锁可以理解为就是在商场试衣间里面，你进去之后给试衣间上锁，然后其他人就必须等你解锁之后才可以正常使用这个试衣间，你在使用的时候，其他人只能阻塞(等你使用完)！
互斥锁的初始化：
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, pthread_mutexattr_t *attr);
第一个参数是互斥锁的饿地址
第二个参数是互斥锁的属性，一般置为NULL
互斥锁的上锁：int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
互斥锁的解锁：int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);
互斥锁的销毁：int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);
参数都是互斥锁的地址
下面来看代码：
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
#include<pthread.h> int g_index = 1;
pthread_mutex_t mutex; //互斥锁的定义void* fun(void* arg)
{for(int i = 0 ; i < 1000 ; i++){pthread_mutex_lock(&mutex); //互斥锁的上锁 printf(" g_index = %d \n",g_index++);pthread_mutex_unlock(&mutex); //互斥锁的解锁}
}int main()
{pthread_mutex_init(&mutex,NULL); //互斥锁的初始化pthread_t id[5];for(int i = 0 ; i < 5 ; i++){pthread_create(&id[i],NULL,fun,NULL);}for(int i = 0 ; i < 5 ; i++){pthread_join(id[i],NULL);}pthread_mutex_destroy(&mutex);exit(0);}然后代码运行结果和上述的信号量一毛一样：
信号量和互斥锁的代码不难，难的是理解这种思想，因为这是线程，所以在定义信号量的时候，定义一个就够了，因为谁打印出那个数字，我不在乎，五个子线程谁抢到了谁就打印，但是每次只能有一个子线程在打印，互斥锁也是如此，每次只能一个线程去打印，理解了思想，这就可以了！
“累的时候，可以休息，但是弓出没有回头路，坚持走下去！”
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