~~~~~~~~ Linux系统中线程最大的特点就是共享性，线程同步问题较为困难也很重要，最常用的三种是：条件变量、互斥锁、无名信号量。(ps: 有名信号量可用于进程同步，无名信号量只能用于线程同步，是轻量级的。)
线程互斥量数据类型：
pthread_mutex_t
初始化锁
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_mutex_attr_t *mutexattr);
~~~~~~~~ 参数一：创建的互斥锁
~~~~~~~~ 参数二：存储互斥锁信息的结构，一般为NULL加锁：对共享资源的访问，要对互斥量进行加锁，如果互斥量已经上了锁，调用线程会阻塞，直到互斥量被解锁。
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex *mutex); int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);
~~~~~~~~ 参数：指明互斥锁解锁：在完成了对共享资源的访问后，要对互斥量进行解锁
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);
~~~~~~~~ 参数：指明互斥锁销毁锁
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex *mutex);
~~~~~~~~ 参数：指明互斥锁
~~~~~~~~ 条件变量用来自动阻塞一个线程，直到某特殊情况发生为止。通常条件变量和互斥锁同时使用。
数据类型：pthread_cond_t。
- 初始化
静态：pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIER;
动态：int pthread_cond_init(pthread_cond_t *cond, pthread_condattr_t *cond_attr);
~~~~~~~~ 参数一：指明条件变量
~~~~~~~~ 参数二：存储条件变量属性的结构>
~~~~~~~~- 等待条件成立：释放锁，同时等待条件为真才能有停止阻塞。
int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *cond, pthread_mutex_t *mutex);
~~~~~~~~ 参数一：指明条件变量
~~~~~~~~ 参数二：指明互斥锁
int pthread_cond_timewait(pthread_cond_t *cond,pthread_mutex *mutex,const timespec *abstime);
~~~~~~~~- 激活条件变量：
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);
int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond); //解除所有线程的阻塞
~- 注销条件变量
int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);
注意：链接需要加上-pthread选项
例如：gcc -pthread main.c -o main
~
~~~~~~~~ 有名信号量可用于进程的同步，头文件：#include<sys/sem.h>，；而无名信号量只能用于线程，是轻量级，头文件：#include <semaphore.h>)。
- 初始化：
int sem_init (sem_t *sem , int pshared, unsigned int value);
~~~~~~~~ 参数一：指明信号量
~~~~~~~~ 参数二：共享选项(linux 只支持为0，即表示它是当前进程的局部信号量)
~~~~~~~~ 参数三：设置初始值
~~~~~~~~- 等待信号量：给信号量减1，然后等待直到信号量的值大于0。
int sem_wait(sem_t *sem);
~- 释放信号量：
int sem_post(sem_t *sem);
~- 销毁信号量：
int sem_destroy(sem_t *sem);
~~~~~~~~ 现有两个同学打扫卫生，学生A负责扫地，学生B负责拖地，很明显要扫完地之后在拖地，由此引入线程同步。
#include <stdio.h>
#include <semaphore.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
#define DEBUG_INFO(...) printf("Info: "); printf(__VA_ARGS__)
void *student_1();
void *student_2();
int num = 0; //共享资源
pthread_mutex_t mulock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; //互斥锁
pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER; //条件变量
pthread_t stu_thread[2]; //两个学生线程
int main()
{
int i;
// 创建两个学生线程
pthread_create(&stu_thread[0], NULL, student_1, NULL);
pthread_create(&stu_thread[1], NULL, student_2, NULL);
// 等待两个线程结束
for(i=0; i<2; i++)
{
pthread_join(stu_thread[i], NULL);
}
// 注销操作
pthread_mutex_destroy(&mulock);
pthread_cond_destroy(&cond);
return 0;
}
void *student_1()
{
int i;
DEBUG_INFO("student a start work .\n");
for(i=0; i<5; i++)
{
DEBUG_INFO("i = %d \n", i);
pthread_mutex_lock(&mulock); //锁住
num++; //扫一次地
if(num >= 5)
{
DEBUG_INFO("student a finished work .\n");
pthread_cond_signal(&cond); //通知学生B已经扫完地了，并解锁
}
pthread_mutex_unlock(&mulock);
sleep(1);
}
pthread_exit(NULL);
return 0;
}
void *student_2()
{
DEBUG_INFO("in student 2 .. \n");
while(num < 5) //不用if四因为需要防止莫名错误
{
pthread_cond_wait(&cond, &mulock); //等待学生A扫地结束,等不到会再次一直阻塞
}
num = 0; //拖地
pthread_mutex_unlock(&mulock);
DEBUG_INFO("student b finished work .\n");
pthread_exit(NULL);
return 0;
}
Makefile
运行结果
~~~~~~~~ 由运行结果可见，学生A先完成工作，学生B在完成工作，所以成功实现线程同步。
/****************************************************************************************
* 文件名: demo2.c
* 创建者:
* 时 间：
* 联 系：
* 简 介：
*****************************************************************************************/
#include <stdio.h>
#include <semaphore.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
#define DEBUG_INFO(...) printf("Info: "); printf(__VA_ARGS__)
int num = 0; //共享资源
sem_t mysem; //用于同步的信号量
pthread_t stu_thread[2]; //两个学生线程
void *student_1();
void *student_2();
int main()
{
// 初始化信号量
sem_init(&mysem, 0, 0);
int i;
// 创建两个学生线程
pthread_create(&stu_thread[0], NULL, student_1, NULL);
pthread_create(&stu_thread[1], NULL, student_2, NULL);
// 等待两个线程结束
for(i=0; i<2; i++)
{
pthread_join(stu_thread[i], NULL);
}
// 注销操作
sem_destroy(&mysem);
return 0;
}
void *student_1()
{
int i;
DEBUG_INFO("student a start work .\n");
for(i=0; i<5; i++)
{
DEBUG_INFO("i = %d \n", i);
num++; //扫一次地
if(num >= 5)
{
DEBUG_INFO("student a finished work .\n");
sem_post(&mysem); //释放信号量
}
sleep(1);
}
pthread_exit(NULL);
return 0;
}
void *student_2()
{
DEBUG_INFO("in student 2 .. \n");
sem_wait(&mysem); //等待信号量
num = 0; //拖地
DEBUG_INFO("student b finished work .\n");
pthread_exit(NULL);
return 0;
}
【运行结果】
~~~~~~~~ 由运行结果可见，用信号量的程序运行结果与使用条件变量结果一致，所以实验成功！
end…
