Linux线程同步方法：互斥锁及更多
随着计算机技术的快速发展，多线程编程成为了一种趋势。然而，多线程编程也带来了很多问题，其中最重要的问题就是线程同步。如果没有合适的线程同步方法，线程之间会相互干扰，导致程序运行出现错误。本文将会介绍Linux下实现线程同步的三种方法。
互斥锁
互斥锁是最基本的一种线程同步方法。它可以保证在任意时刻只有一个线程能够访问共享资源。当一个线程获得了互斥锁，其他想要访问共享资源的线程就会被阻塞。直到该线程释放了互斥锁，其他线程才能获得该锁并进入临界区。
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下面是一个使用互斥锁实现线程同步的示例代码：
C++
#include
#include
pthread_mutex_tmutex=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
intshared_resource=0;
void*thread_func(void*arg){
pthread_mutex_lock(&mutex);
shared_resource++;
printf("Thread%d:shared_resource=%d\n",*((int*)arg),shared_resource);
pthread_mutex_unlock(&mutex);
}
intmain(){
pthread_tthreads[10];
inti;
for(i=0;i<10;i++){
pthread_create(&threads[i],NULL,thread_func,(void*)&i);
}
for(i=0;i<10;i++){
pthread_join(threads[i],NULL);
}
return0;
}
在上面的示例代码中，我们定义了一个互斥锁mutex和一个共享资源shared_resource。在每个线程中，我们使用pthread_mutex_lock函数获取互斥锁，然后修改共享资源的值，最后使用pthread_mutex_unlock函数释放互斥锁。
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条件变量
条件变量是一种高级的线程同步方法。它可以让线程在特定条件下等待，并且只有在满足条件时才会被唤醒。条件变量通常与互斥锁一起使用，以保证线程之间的正确同步。
下面是一个使用条件变量实现生产者-消费者模型的示例代码：
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C++
#include
#include
#include
#defineBUFFER_SIZE10
pthread_mutex_tmutex=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_cond_tcond_full=PTHREAD_COND_INITIALIZER;
pthread_cond_tcond_empty=PTHREAD_COND_INITIALIZER;
intbuffer[BUFFER_SIZE];
intcount=0;
void*producer(void*arg){
inti;
for(i=0;i<100;i++){
pthread_mutex_lock(&mutex);
while(count==BUFFER_SIZE){
pthread_cond_wait(&cond_empty,&mutex);
}
buffer[count++]=i;
printf("Produced:%d\n",i);
pthread_cond_signal(&cond_full);
pthread_mutex_unlock(&mutex);
}
}
void*consumer(void*arg){
inti;
for(i=0;i<100;i++){
pthread_mutex_lock(&mutex);
while(count==0){
pthread_cond_wait(&cond_full,&mutex);
}
printf("Consumed:%d\n",buffer[--count]);
pthread_cond_signal(&cond_empty);
pthread_mutex_unlock(&mutex);
}
}
intmain(){
pthread_tt1,t2;
pthread_create(&t1,NULL,producer,NULL);
pthread_create(&t2,NULL,consumer,NULL);
pthread_join(t1,NULL);
pthread_join(t2,NULL);
return0;
}
在上面的示例代码中，我们定义了一个互斥锁mutex、一个条件变量cond_full表示缓冲区已满、一个条件变量cond_empty表示缓冲区为空。在生产者线程中，如果缓冲区已满，则调用pthread_cond_wait函数等待缓冲区不满的信号；否则将元素加入缓冲区，并调用pthread_cond_signal函数发送缓冲区不空的信号。在消费者线程中，如果缓冲区为空，则调用pthread_cond_wait函数等待缓冲区不空的信号；否则从缓冲区取出元素，并调用pthread_cond_signal函数发送缓冲区不满的信号。
信号量
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信号量是一种更加通用的线程同步方法。它可以用来表示某个资源的可用数量线程同步的方法有哪些？Linux下实现线程同步的三[荐]，当可用数量为0时，线程就会被阻塞。信号量可以有一个初始值，每次使用时可以增加或减少其值。
下面是一个使用信号量实现生产者-消费者模型的示例代码：
C++
#include
#include
#include
#include
#defineBUFFER_SIZE10
sem_tsem_full,sem_empty;
pthread_mutex_tmutex=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
intbuffer[BUFFER_SIZE];
intcount=0;
void*producer(void*arg){
inti;
for(i=0;i<100;i++){
sem_wait(&sem_empty);
pthread_mutex_lock(&mutex);
buffer[count++]=i;
printf("Produced:%d\n",i);
pthread_mutex_unlock(&mutex);
sem_post(&sem_full);
}
}
void*consumer(void*arg){
inti;
for(i=0;i<100;i++){
sem_wait(&sem_full);
pthread_mutex_lock(&mutex);
printf("Consumed:%d\n",buffer[--count]);
pthread_mutex_unlock(&mutex);
sem_post(&sem_empty);
}
}
intmain(){
pthread_tt1,t2;
sem_init(&sem_full,0,0);
sem_init(&sem_empty,0,BUFFER_SIZE);
pthread_create(&t1,NULL,producer,NULL);
pthread_create(&t2,NULL,consumer,NULL);
pthread_join(t1,NULL);
pthread_join(t2,NULL);
return0;
}
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在上面的示例代码中，我们定义了两个信号量sem_full和sem_empty。在生产者线程中，如果缓冲区已满，则调用sem_wait函数等待空闲位置；否则将元素加入缓冲区线程同步的方法有哪些？Linux下实现线程同步的三[荐]，并调用sem_post函数增加空闲位置。在消费者线程中，如果缓冲区为空，则调用sem_wait函数等待元素；否则从缓冲区取出元素，并调用sem_post函数增加空闲位置。
总之，互斥锁、条件变量和信号量是Linux下常用的三种线程同步方法。在实际编程中，我们需要根据具体情况选择合适的方法来保证线程之间的正确同步。
