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在 Linux 中，互斥量（Mutex，全称 Mutual Exclusion） 是一种用于多线程（或多进程）同步的机制，用于保证同一时间只有一个线程（或进程）访问共享资源，从而避免并发操作导致的数据不一致问题。
互斥量的核心思想是"独占访问"：当一个线程持有互斥量时，其他线程必须等待该线程释放互斥量后才能获取，以此实现对共享资源的安全访问。
互斥量的核心特性
- 互斥性：同一时间只能有一个线程持有互斥量（获得锁），其他线程尝试获取时会阻塞等待。
- 原子性：获取和释放互斥量的操作是原子的（不可分割），不会被其他线程打断。
- 所有权：互斥量具有"所有权"属性，只有持有它的线程才能释放它（避免其他线程误释放）。
- 阻塞/非阻塞模式：支持阻塞等待（获取不到锁时休眠）和非阻塞模式（获取不到锁时立即返回错误）。
线程互斥量（pthread_mutex_t）
Linux 中最常用的是 POSIX 线程库（pthread） 提供的线程互斥量，通过 pthread_mutex_t 类型实现，主要用于同一进程内的多线程同步。
基本操作函数
| 函数 | 功能描述 |
|---|---|
pthread_mutex_init | 初始化互斥量 |
pthread_mutex_lock | 获取互斥量（阻塞模式，获取不到则等待） |
pthread_mutex_trylock | 尝试获取互斥量（非阻塞模式，失败立即返回） |
pthread_mutex_unlock | 释放互斥量 |
pthread_mutex_destroy | 销毁互斥量，释放资源 |
示例代码：线程互斥量的使用
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>int shared_count = 0; // 共享资源
pthread_mutex_t mutex; // 互斥量// 线程函数：安全地递增共享变量
void *increment_count(void *arg) {for (int i = 0; i < 10000; i++) {// 获取互斥量（加锁）pthread_mutex_lock(&mutex);shared_count++; // 临界区：操作共享资源// 释放互斥量（解锁）pthread_mutex_unlock(&mutex);}return NULL;
}int main() {pthread_t tid1, tid2;// 初始化互斥量pthread_mutex_init(&mutex, NULL);// 创建两个线程同时操作共享变量pthread_create(&tid1, NULL, increment_count, NULL);pthread_create(&tid2, NULL, increment_count, NULL);// 等待线程结束pthread_join(tid1, NULL);pthread_join(tid2, NULL);// 销毁互斥量pthread_mutex_destroy(&mutex);printf("最终结果：%d（预期 20000）\n", shared_count);return 0;
}
说明：
- 若不使用互斥量，两个线程同时修改
shared_count可能导致结果小于 20000（竞态条件）。 - 加锁后，
shared_count++操作被保护为"原子操作"，确保结果正确。
进程互斥量（跨进程互斥）
除了线程间，互斥量也可用于多进程同步（如多个进程访问共享内存时）。实现方式是将互斥量放在共享内存中，并通过初始化属性指定为跨进程共享。
关键步骤
- 创建共享内存，用于存放互斥量。
- 初始化互斥量时，设置
PTHREAD_PROCESS_SHARED属性，允许跨进程访问。
// 进程间互斥量初始化示例
pthread_mutexattr_t attr;
pthread_mutexattr_init(&attr);
// 设置互斥量可跨进程共享
pthread_mutexattr_setpshared(&attr, PTHREAD_PROCESS_SHARED);
// 在共享内存中初始化互斥量
pthread_mutex_init(&mutex, &attr);
互斥量的类型（属性）
通过 pthread_mutexattr_settype 可设置互斥量类型，适应不同场景：
PTHREAD_MUTEX_DEFAULT：默认类型，不提供死锁检测，解锁非自己持有的互斥量会导致未定义行为。PTHREAD_MUTEX_NORMAL：与默认类型类似，不做错误检查。PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK：提供错误检查（如解锁未持有或未初始化的互斥量时返回错误），性能略低。PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE：递归互斥量，允许同一线程多次加锁（需对应次数的解锁），避免线程自己死锁。
互斥量 vs 其他同步机制
| 机制 | 特点对比 | 适用场景 |
|---|---|---|
| 互斥量 | 独占访问，有所有权，支持递归（特定类型） | 线程/进程间共享资源的互斥访问 |
| 信号量 | 计数器模式，允许多个线程同时访问 | 限制资源访问数量（如连接池） |
| 读写锁 | 区分读写操作，读共享、写独占 | 读多写少的场景 |
互斥量是最基础、最常用的同步工具，尤其适合"同一时间只允许一个执行者"的场景（如修改全局变量、操作链表等）。
总结
Linux 中的互斥量是保证共享资源安全访问的核心机制，通过"加锁-操作-解锁"的流程，强制线程串行化访问临界区，避免竞态条件。线程互斥量（pthread_mutex_t）用于进程内同步，而通过共享内存和属性配置，也可实现跨进程同步。合理使用互斥量是编写正确多线程/多进程程序的基础。