Linux学习之系统编程篇：互斥锁（pthread_mutex_init / lock / trylock / unlock / destroy）

一、主要函数介绍

（1）定义锁：

pthread_mutex_t mutex; //互斥锁 数据类pthread_mutex_t

（2）初始化锁：

int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex, const pthread_mutexattr_t *restrict attr // 参数 1：定义的锁；参数2： 互斥锁属性，通常传 NULL);

注：restrict 是一个修饰指针的关键字，对该函数的使用没有影响，只是为了保证锁的唯一性。
作用：指针 p 指向一块内存，s = p ，因此通过 s 也可以访问该内存，但是有了 restrict 修饰 p，s 就不能访问该内存了。
（3）加锁：

int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex); //加锁

mutex 没有被上锁，当前线程会将锁锁上，如果 mutex 被上锁，当前线程会阻塞，直至被解锁后，解除阻塞。

int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex); //尝试加锁

mutex 没有被上锁，当前线程会将锁锁上，如果 mutex 被上锁，直接返回，不阻塞。
用法：

if ( pthread_mutex_trylock(&mutex) == 0 )
{ // 尝试加锁成功，访问共享资源 }
else { // 错误处理 }

（4）解锁：

 int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);

（5）销毁锁：

int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);

以上函数的返回值都是成功返回 0，失败返回错误号。

二、上述函数引用实例的加锁修改

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>
#define MAX 10000
// 定义互斥锁
pthread_mutex_t mutex;
//定义全局变量
int num = 0;
void *func_a(void *arg) {for(int i = 0; i < MAX; i++){// 访问全局变量前加锁pthread_mutex_lock(&mutex);// 阻塞，直至锁处于解锁状态，该子线程访问全局变量int cur = num;cur++;num = cur;printf("Thread A ,id = %lu, num = %d\n",pthread_self(), num);// 解锁pthread_mutex_unlock(&mutex);usleep(10);}return NULL; }
void *func_b(void *arg) {for(int i = 0; i < MAX; i++){pthread_mutex_lock(&mutex); int cur = num;cur++;num = cur;printf("Thread B ,id = %lu, num = %d\n",pthread_self(), num);pthread_mutex_unlock(&mutex);
usleep(10);}return NULL; }
int main()
{pthread_t p1, p2;// 初始化互斥锁pthread_mutex_init(&mutex, NULL);// 创建两个子线程pthread_create(&p1, NULL, func_a, NULL);pthread_create(&p2, NULL, func_b, NULL);// 阻塞回收资源pthread_join(p1, NULL);pthread_join(p2, NULL);// 销毁互斥锁pthread_mutex_destroy(&mutex);return 0;
}

最后 num = 20000

三、使用互斥锁的注意问题

（1）pthread_mutex_ lock 和 pthread_mutex_ unlock 之间称为临界区，临界区越小越好。
（2）使用 pthread_mutex_trylock 要作返回值判断。
（3）作线程同步，操作共享数据的所有线程都要上锁，而且上同一把锁。
说明：lock 和 unlock 之间其实模拟了一个“原子操作”，这也是不会产生数据混乱的根本原因。原子操作就是该操作不可分隔，或者说，该操作执行过程中，不会丢失 CPU。
注意：lock 和 unlock 会丢失 CUP ，但是由于上锁，即使其他线程抢到 CPU，也会因为阻塞而丢弃 CPU，也就是说，只有原线程能再次抢到 CPU，因此该执行过程效果跟原子操作相同。