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wzjs 2025/7/20 14:32:31

字体设计素材网,win10优化大师,素颜网站建设,电信公司网络维护线程的同步互斥这里我们不仅会介绍线程的同步互斥，也会介绍进程的同步互斥，比如信号量就可以实现线程或者进程间的同步互斥知识点1【同步互斥的概念】互斥：同一时间，只能执行一个任务（进程或者线程）&…

线程的同步互斥

这里我们不仅会介绍线程的同步互斥，也会介绍进程的同步互斥，比如信号量就可以实现线程或者进程间的同步互斥

知识点1【同步互斥的概念】

互斥：同一时间，只能执行一个任务（进程或者线程），谁先执行不确定

同步：同一时间，只能执行一个任务（进程或者线程），有顺序的执行

知识点2【互斥锁】

用于线程之间的互斥，不能用于同步

互斥锁是一种简单的加锁的方法来控制对共享资源的访问，互斥锁有两种状态：加锁和解锁。

这里我们使用C语言模拟一下这个过程

线程函数函数体：

while(1)//抢锁
{ if(flag == 0){  flag = 1;//加锁线程操作;flag = 0;//解锁}
}

其中flag 是一个进程中的全局变量。

下面我们详细介绍一下互斥锁的操作流程

互斥锁的操作流程

1、访问共享资源（执行线程操作）前，对互斥锁进行加锁

2、访问完成后解锁

注意：对互斥锁加锁后，任何其他试图再次对互斥锁再次加锁的线程都会被阻塞，知道锁被释放

互斥锁的类型：pthread_mutex_t

知识点3【互斥锁的API】

1、初始化锁 pthread_mutex_init()

函数介绍
```
#include <pthread.h>
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex,const pthread_mutexattr_t *restrict attr);
```
功能：

初始化一个互斥锁

参数：

mutex：互斥锁地址，因为初始化函数会对锁的内容进行修改，因此需要地址

attr：互斥量的属性，我们一般使用默认属性 NULL

返回值：

成功：0，成功申请的锁默认是打开的

失败：非0错误码

这里我们也可以使用另一种使用默认属性初始化互斥锁方式：在定义锁的时候使用宏
```
phthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
```
这里大家注意，由于这种方式是宏，因此无法进行错误检测（宏替换在预处理阶段完成，不进行错误检测），因此我们一般不用这种方法

2、销毁互斥锁 pthread_mutex_destroy()

函数介绍
```
#include <phread.h>
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);
```
功能：

销毁指定的一个互斥锁。互斥锁使用完后，必须对互斥锁进行销毁，以释放资源

参数：

mutex：指定的互斥锁地址

返回值：

成功：0

失败：非0错误码

3、申请上锁 pthread_mutex_lock()

函数介绍
```
#include <pthread.h>
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
```
功能：

对互斥锁上锁，如果互斥锁已经上锁，则调用者阻塞，直到互斥锁解锁后才能上锁

参数：

mutex：互斥锁地址

返回值：

成功：0

失败：非0 错误码

这里补充一个函数
```
int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);
```
尝试上锁，这个是不阻塞的，因此需要配合循环和条件判断使用

如果互斥锁没有上锁，则上锁，返回0；

如果互斥锁已上锁，则函数直接返回失败，即EBUSY。

4、解锁 pthread_mutex_unlock()

函数介绍
```
#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：0

失败：非0错误码

案例1 没有互斥锁的代码运行情况

我们这里封装一个函数void my_printf(char *arr)，用来打印字符串，但是是每秒打印一个字符

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
//my_printf函数声明
void my_printf(char *arr);//线程1函数声明
void *my_fun01(void *arg);//线程2函数声明
void *my_fun02(void *arg);//这里的线程1，2函数功能是一样的，大家可以使用同一个函数，不会有影响，我这样写只是为了让代码功能更加直观int main(int argc, char const *argv[])
{//创建两个线程pthread_t tid1,tid2;pthread_create(&tid1,NULL,my_fun01,"hello");pthread_create(&tid2,NULL,my_fun02,"world");//释放线程pthread_join(tid1,NULL);pthread_join(tid2,NULL);return 0;
}
//my_printf函数实现
void my_printf(char *arr)
{while(*arr != '\\0'){printf("%c",*arr);fflush(stdout);//这个是必须的，因为上面没有行刷新，因此我们需要强制刷新刷新缓冲区//这里复习一下缓冲区的刷新方式 行刷新 慢刷新 结束刷新 强制刷新arr++;sleep(1);}
}
//线程1函数实现
void *my_fun01(void *arg)
{char *arr = (char *)arg;my_printf(arr);return NULL;
}
//线程2函数实现
void *my_fun02(void *arg)
{char *arr = (char *)arg;my_printf(arr);return NULL;
}

代码运行结果

可以看到代码的输出很随机

请仔细看注释，注释中补充了缓冲区的刷新方式，只是简述，大家忘记的自行利用AI查询即可

案例2 使用互斥锁的代码运行情况

代码演示

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
//互斥锁的定义
pthread_mutex_t mutex;//my_printf函数声明
void my_printf(char *arr);//线程1函数声明
void *my_fun01(void *arg);//线程2函数声明
void *my_fun02(void *arg);//这里的线程1，2函数功能是一样的，大家可以使用同一个函数，不会有影响，我这样写只是为了让代码功能更加直观int main(int argc, char const *argv[])
{//创建两个线程pthread_t tid1,tid2;//锁的初始化（默认是开锁状态）pthread_mutex_init(&mutex,NULL);pthread_create(&tid1,NULL,my_fun01,"hello");pthread_create(&tid2,NULL,my_fun02,"world");//释放线程pthread_join(tid1,NULL);pthread_join(tid2,NULL);//互斥锁已经使用完毕，销毁锁pthread_mutex_destroy(&mutex);return 0;
}
//my_printf函数实现
void my_printf(char *arr)
{while(*arr != '\\0'){printf("%c",*arr);fflush(stdout);//这个是必须的，因为上面没有行刷新，因此我们需要强制刷新刷新缓冲区//这里复习一下缓冲区的刷新方式 行刷新 慢刷新 结束刷新 强制刷新arr++;sleep(1);}
}
//线程1函数实现
void *my_fun01(void *arg)
{//加锁pthread_mutex_lock(&mutex);//线程1操作代码char *arr = (char *)arg;my_printf(arg);//解锁pthread_mutex_unlock(&mutex);return NULL;
}
//线程2函数实现
void *my_fun02(void *arg)
{//加锁pthread_mutex_lock(&mutex);//线程1操作代码char *arr = (char *)arg;my_printf(arg);//解锁pthread_mutex_unlock(&mutex);return NULL;
}

代码运行结果