四十四、Linux 线程——线程同步之死锁以及线程和信号

44.1 死锁

• 死锁：
  • 两个线程试图同时占有两个资源，并按不同的次序锁定相应的共享资源
• 解决方式：
  • 按相同的次序锁定相应的共享资源
  • 使用函数 pthread_mutex_trylock()，它是函数 pthread_mutex_lock() 的非阻塞版本

44.2 线程和信号

44.2.1 介绍

• 进程中每个线程都有自己的信号屏蔽字和信号未决字
• 信号的处理方式是进程中所有线程共享的
• 进程中的信号是递送到单个线程的
• 定时器是进程资源，进程中所有的线程共享相同的定时器
  • 子线程调用 alarm() 函数产生的 alarm 信号发送给主控线程

#include <signal.h>
int pthread_sigmask(int how, const sigset_t *restrict set, sigset_t *restrict oset);

• 函数功能：线程的信号屏蔽
• 返回值：成功返回0，出错，返回错误编号

44.2.2 例子1

　　子线程调用 alarm() 函数产生的 alarm 信号发送给主控线程

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

void sig_handler(int signo)
{
    printf("pthread id in the sig_handler: %lx
", pthread_self());
    if(signo == SIGALRM) {
        printf("timeout...
");
    }
    alarm(2);
}

void *th_fn(void *arg)
{
    if(signal(SIGALRM, sig_handler) == SIG_ERR){
        perror("signal sigalrm error");
    }

    /** 在子线程中设置定时器 */
    alarm(2);

    int i;
    for(i = 1; i <= 555550; i++){
        printf("(%lx) i: %d
", pthread_self(), i);
        sleep(1);
    }
    return (void *)0;
}

int main(void)
{
    int err;
    pthread_t th;
    pthread_attr_t  attr;
    pthread_attr_init(&attr);
    pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);

    if((err = pthread_create(&th, &attr, th_fn, (void *)0)) != 0) {
        perror("pthread create error");
    }

    while(1){
        printf("control thread(%lx) is running
", pthread_self());
        sleep(10);
    }

    printf("control thread over
");

    return 0;
}

　　编译运行结果如下：

　　

44.2.3 例子 2

　　线程信号屏蔽，线程发送信号给其他线程，达到一定条件后，另一线程终止另一个线程

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

void sig_handler(int signo)
{
    printf("pthread id in the sig_handler: %lx
", pthread_self());
    if(signo == SIGALRM) {
        printf("timeout...
");
    }
    alarm(2);
}

void *th_fn(void *arg)
{
    if(signal(SIGALRM, sig_handler) == SIG_ERR){
        perror("signal sigalrm error");
    }

    /** 在子线程中设置定时器 */
    alarm(2);

    int i;
    for(i = 1; i <= 555550; i++){
        printf("(%lx) i: %d
", pthread_self(), i);
        sleep(1);
    }
    return (void *)0;
}

void *th_fn2(void *arg)
{
    pthread_t th1 = (pthread_t)arg;
    int i;
    for(i = 1; i <= 10; i++){
        if(i == 5){
            /** 终止线程 1 的运行 */
            pthread_cancel(th1);
            alarm(0);
        }
        printf("(%lx) i: %d
", pthread_self(), i);
        sleep(1);
    }
    return (void *)0;
}

int main(void)
{
    int err;
    pthread_t th, th2;
    pthread_attr_t  attr;
    pthread_attr_init(&attr);
    pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);

    if((err = pthread_create(&th, &attr, th_fn, (void *)0)) != 0) {
        perror("pthread create error");
    }

    if((err = pthread_create(&th2, &attr, th_fn2, (void *)th)) != 0) {
        perror("pthread create error");
    }

    sigset_t set;
    sigemptyset(&set);
    sigaddset(&set, SIGALRM);
    /** 对主控线程屏蔽 SIGALRM 信号 */
    pthread_sigmask(SIG_SETMASK, &set, NULL);


    while(1){
        printf("control thread(%lx) is running
", pthread_self());
        sleep(10);
    }

    printf("control thread over
");

    return 0;
}

　　编译运行：