【线程】多线程同步互斥-互斥锁,生产者消费者问题

互斥锁

　　互斥锁用来保证同一时间内只有一个线程在执行某段代码（临界区）。多线程编程最容易出问题的地方，就是临界区的界定和访问控制。

　　下面是一个生产者，消费者的简单例子。生产者、消费者公用一个缓冲区，这里假定缓冲区只能存放一条消息。

生产者,消费者互斥

//生产者,消费者问题
//生产者、消费者公用一个缓冲区，这里假定缓冲区只能存放一条消息。


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <sys/time.h>

static char buff[50];
int have_msg=0;
pthread_mutex_t mutex;
int delay=1;

void consumeItem(char *buff)
{
    printf("consumer item
");
}

void produceItem(char *buff)
{
    printf("produce item
");
}

void *consumer(void *param)//消费者进程回调函数
{
    while (1)
    {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        if (have_msg>0)
        {
            have_msg--;
            consumeItem(buff);
        }
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        sleep(delay);
    }
    return NULL;
}

void *producer(void *param)//生产者进程回调函数
{
    while (1)
    {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        if (have_msg==0)
        {
            have_msg++;
            produceItem(buff);
        }
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        sleep(delay);
    }
    return NULL;
}

//主函数
int main()
{
    pthread_t tid_c, tid_p;
    void *retval;
    
    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);//默认属性初始化锁
    
    pthread_create(&tid_p, NULL, producer, NULL);
    pthread_create(&tid_c, NULL, consumer, NULL);

    pthread_join(tid_p, &retval);
    pthread_join(tid_c, &retval);

    return 0;
}

  

　　输出一定是这样的：

produce item
consumer item
produce item
consumer item
produce item
consumer item
produce item
consumer item

  

　　互斥锁最简单的使用是这样的：

pthread_mutex_t mutex;                   //定义锁
pthread_mutex_init(&mutex, NULL);   //默认属性初始化锁
pthread_mutex_lock(&mutex);           //申请锁
...
pthread_mutex_unlock(&mutex);       //释放锁

  

设置锁的属性

　　函数pthread_mutexattr_setpshared和函数pthread_mutexattr_settype用来设置互斥锁属性。

　　前者设置属性pshared，它有两个取值，PTHREAD_PROCESS_PRIVATE和PTHREAD_PROCESS_SHARED。

1. 前者用来不同进程中的线程同步
2. 后者用于同步本进程的不同线程。

　　在上面的例子中，我们使用的是默认属性PTHREAD_PROCESS_ PRIVATE。

　　后者用来设置互斥锁类型，可选的类型有PTHREAD_MUTEX_NORMAL、PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK、PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE和PTHREAD _MUTEX_DEFAULT。

　　它们分别定义了不同的上所、解锁机制，一般情况下，选用最后一个默认属性。

　　用法如下：

pthread_mutexattr_t mutexAttr;
pthread_mutexattr_init(&mutexAttr);
pthread_mutexattr_setpshared(&mutexAttr, PTHREAD_PROCESS_PRIVATE);
pthread_mutexattr_settype(&mutexAttr, PTHREAD_MUTEX_DEFAULT);
pthread_mutex_init(&mutex, &mutexAttr);

　　pthread_mutex_lock阻塞线程直到pthread_mutex_unlock被调用。

　　还有另外两个函数可以用：

int pthread_mutex_trylock (pthread_mutex_t *__mutex)

　　该函数立即返回，根据返回状态判断加锁是否成功。

int pthread_mutex_timedlock (pthread_mutex_t *mutex, struct timespec *__restrict)

　　该函数超时返回。

　　互斥锁主要用来互斥访问临界区。用于线程的互斥。