现代C++多线程基础 -忆苦思甜pthread_mutex

c 老古董

pthread_mutex

概念

互斥锁 mutex是一种简单的加锁的方法来控制对共享资源的访问，mutex只有两种状态,即

上锁(lock)

解锁(unlock)。

在访问该资源前，首先应申请mutex，

• 如果mutex处于lock状态，则默认阻塞申请者。

• 如果mutex处于unlock状态，则会申请到mutex并立即lock；

  unlock操作应该由lock者进行

常用api

pthread_mutex_init

• 静态分配

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

• 动态分配

int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex,const pthread_mutexattr_t *attr);

pthread_mutex_t mutex;

pthread_mutex_init(&mutex, NULL);

功能

• 初始化一个互斥锁。

参数：

• mutex：指定的互斥锁 互斥锁地址。
• attr：互斥锁的属性，NULL 为默认的属性。

返回值：

• 成功返回 0，失败返回非 0。

pthread_mutex_lock

#include <pthread.h> 

int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex); 

功能：

• 对互斥锁上锁，
• 若已经上锁，则调用者一直阻塞到互斥锁解锁

参数：

• mutex：指定的互斥锁 互斥锁地址。

返回值：

• 成功返回 0，失败返回非 0。

pthread_mutex_trylock

#include <pthread.h> 

int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);

功能：

• 对互斥锁上锁，
• 若已经上锁，则上锁失败，函数立即返回。

参数：

• mutex：指定的互斥锁 互斥锁地址。

返回值：

• 成功返回 0，失败返回非 0。

pthread_mutex_unlock

#include <pthread.h>

int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t * mutex);

功能：

• 对指定的互斥锁解锁。

参数：

• mutex：互斥锁地址。

返回值：

• 成功返回 0,失败返回非 0。

pthread_mutex_destroy

在所有使用过此互斥锁的线程都不再需要使用时候，应调用pthread_mutex_destroy销毁互斥锁

pthread_mutex_t mymutex;    
pthread_mutex_init(&mymutex, NULL);

// 当互斥锁使用完毕后，要销毁
pthread_mutex_destroy(&mymutex);

案例

两人公用同一银行账户。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>

//通过互斥锁解决线程间互斥问题

int money = 10000;

//第一步：创建互斥锁(由于两个线程操作同一个互斥锁，所以定义在全局更加方便一点)
pthread_mutex_t mymutex;

void *pthread_fun1(void *arg)
{
    int get, rest, actual;
    get = 10000;
    
    //第三步：对共享资源的操作进行上锁
    pthread_mutex_lock(&mymutex);

    printf("张三正在查询余额...\n");
    sleep(1);
    rest = money;

    printf("张三正在取钱...\n");
    sleep(1);
    if(get > rest)
    {
        actual = 0;
    }
    else 
    {
        actual = get;
        rest = rest - get;
        money = rest;
    }

    printf("张三想取%d元，实际取了%d元，余额为%d元\n", get, actual, rest);

    //第四步：当共享资源的操作执行完毕后，对互斥锁执行解锁操作
    pthread_mutex_unlock(&mymutex);

    pthread_exit(NULL);
}

void *pthread_fun2(void *arg)
{
    int get, rest, actual;
    get = 10000;

    //第三步：对共享资源的操作进行上锁
    pthread_mutex_lock(&mymutex);
    
    printf("李四正在查询余额...\n");
    sleep(1);
    rest = money;

    printf("李四正在取钱...\n");
    sleep(1);
    if(get > yu)
    {
        actual = 0;
    }
    else 
    {
        actual = get;
        rest = rest - get;
        money = rest;
    }

    printf("李四想取%d元，实际取了%d元，余额为%d元\n", get, actual, rest);

    //第四步：当共享资源的操作执行完毕后，对互斥锁执行解锁操作
    pthread_mutex_unlock(&mymutex);

    pthread_exit(NULL);
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
    //第二步：初始化互斥锁
    pthread_mutex_init(&mymutex, NULL);

    pthread_t thread1, thread2;

    if(pthread_create(&thread1, NULL, pthread_fun1, NULL) != 0)
    {
        perror("fail to pthread_create");
        exit(1);
    }

    if(pthread_create(&thread2, NULL, pthread_fun2, NULL) != 0)
    {
        perror("fail to pthread_create");
        exit(1);
    }

    pthread_join(thread1, NULL);
    pthread_join(thread2, NULL);

    //第五步：当互斥锁使用完毕后，要销毁
    pthread_mutex_destroy(&mymutex);
    
    return 0;
}