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。线程同步的方法有四种：互斥锁、信号量、条件变量、读写锁。

1.互斥锁

头文件及函数声明：

#include <pthread.h>
/*
mutex是锁，
attr是锁的属性，一般用不上，传个NULL默认属性就可以
*/
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, pthread_mutexattr_t *attr);int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);

示例代码：
以下代码在多线程并发中已经做过分析。我们这里直接进行修改。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<assert.h>
#include<pthread.h>pthread_mutex_t mutex;//定义锁
int g = 0;void* pthread_fun(void* arg)
{for(int i = 0; i < 1000; i++){pthread_mutex_lock(&mutex);//上锁g++;printf("g = %d\n",g);pthread_mutex_unlock(&mutex);//解锁}pthread_exit(NULL);
}int main()
{pthread_mutex_init(&mutex, NULL);//初始化锁pthread_t id[5];for(int i = 0; i < 5; i++){pthread_create(&id[i],NULL,pthread_fun,NULL);}for(int j = 0; j < 5; j++){char* s = NULL;pthread_join(id[j],(void**)&s);}pthread_mutex_destroy(&mutex);//销毁锁exit(0);
}

运行结果最后输出都是5000，不会再出现低于5000的情况。

2 信号量

头文件及函数声明：

#include <semaphore.h>
/*
sem：信号对象。
pshared：指明信号量的类型。不为0时此信号量在进程间共享，为0时只能为当前进程的所有线程共享。
value：指定信号量值的大小。
*/
int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);int sem_wait(sem_t *sem);//原子操作，P操作，将信号值减1int sem_post(sem_t *sem);//原子操作，V操作，将信号值加1int sem_destroy(sem_t *sem);//销毁信号量

示例代码：函数线程完成将用户输入的数据存储到文件中

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<assert.h>
#include<pthread.h>
#include<semaphore.h>
#include<fcntl.h>sem_t sem1;
sem_t sem2;
char buff[128] = {0};void* pthread_fun(void* arg)
{int fd = open("sem.txt",O_WRONLY|O_CREAT,0664);assert(fd != -1);while(1){sem_wait(&sem2);if(strncmp(buff,"end",3) == 0){break;}write(fd,buff,strlen(buff));memset(buff,0,128);sem_post(&sem1);}sem_destroy(&sem1);sem_destroy(&sem2);pthread_exit(NULL);
}int main()
{sem_init(&sem1,0,1);sem_init(&sem2,0,0);pthread_t id;int res = pthread_create(&id,NULL,pthread_fun,NULL);assert(res == 0);while(1){printf("please input data:\n");sem_wait(&sem1);fgets(buff,128,stdin);buff[strlen(buff)-1] = '\0';sem_post(&sem2);if(strncmp(buff, "end", 3) == 0){break;}}char* s = NULL;pthread_join(id,(void**)s);exit(0);
}

3.条件变量

条件变量提供了一种线程间的通知机制：当某个共享数据达到某个值的时候，唤醒等待这个共享数据的线程。
头文件及函数声明：

#include <pthread.h>
/*
cond：
attr：
*/
int pthread_cond_init(pthread_cond_t *cond, pthread_condattr_t *attr);int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *cond, pthread_mutex_t *mutex);int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond); //唤醒单个线程int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond); //唤醒所有等待的线程int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);

示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>pthread_mutex_t mutex;
pthread_cond_t cond;
void * fun1( void * arg)
{char* s = ( char*)arg;while( 1 ){//阻塞，被唤醒pthread_mutex_lock(&mutex);pthread_cond_wait(&cond,&mutex);pthread_mutex_unlock(&mutex);printf("fun1 read:%s\n",s);if (strncmp(s,"end",3) == 0 ){break;}}
}void * fun2( void * arg)
{char* s = ( char*)arg;while( 1 ){//阻塞，被唤醒pthread_mutex_lock(&mutex);pthread_cond_wait(&cond,&mutex);pthread_mutex_unlock(&mutex);printf("fun2 read:%s\n",s);if ( strncmp(s,"end",3) == 0 ){break;}}
}int main()
{pthread_t id[2];char buff[128] = {0};pthread_cond_init(&cond,NULL);pthread_mutex_init(&mutex,NULL);pthread_create(&id[0],NULL,fun1,( void*)buff);pthread_create(&id[1],NULL,fun2,( void*)buff);while( 1 ){fgets(buff,128,stdin);if ( strncmp(buff,"end",3) == 0 ){pthread_mutex_lock(&mutex);pthread_cond_broadcast(&cond);pthread_mutex_unlock(&mutex);break;}else{pthread_mutex_lock(&mutex);pthread_cond_signal(&cond);pthread_mutex_unlock(&mutex);}}pthread_join(id[0],NULL);pthread_join(id[1],NULL);exit(0);
}

4.读写锁

头文件及函数声明：

#include <pthread.h>
/*
rwlock：指向读写锁的指针
attr：读写锁属性，一般传入NULL，使用默认属性
每一个函数执行成功就返回0，否则就返回一个错误码
*/
int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t *rwlock, pthread_rwlockattr_t *attr);int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);//都锁定int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);//写锁定int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t *rwlock);//解锁读写锁int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *rwlock);//释放读写锁

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Linux线程——线程同步

1.互斥锁

2 信号量

3.条件变量

4.读写锁

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