线程同步机制之互斥量

一、互斥量的概念

互斥量(mutex)从概念上来说类似于一个二进制信号量，即初始值为1的信号量。互斥量被获取之后就不能再被获取，因此对互斥体的获取和释放操作常常称为加锁和解锁操作。

  互斥量只能由获取它的线程进行释放，如果违反这一原则，则结果是未定义的。

  互斥量从本质上说是一把锁，在访问共享资源前对互斥量进行加锁，在访问完成后释放互斥量上的锁。对互斥量进行加锁以后，任何其他试图再次对互斥量加锁的线程将会被阻塞直到当前线程释放该互斥量。

二、互斥量的操作

（1）初始化

互斥量用一个pthread_mutex_t型的变量表示。使用互斥量之前需要对它进行初始化，其接口函数原型如下：
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, const pthread_mutexattr_t *attr);
mutex参数指向要初始化的互斥量。attr参数指向一个描述互斥量属性的结构体。attr参数可以为NULL，表示使用默认属性。

（2）操作函数

互斥量的主要操作函数如下：
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);
    pthread_mutex_lock()用于对mutex参数指向的互斥量进行加锁。如果这时互斥量已经被锁，则调用这个函数的线程将被阻塞，直到互斥量成为未锁状态。函数返回时，表示这个互斥量已经变为已锁状态，同时，函数的调用者成为这个互斥量的拥有者。
    pthread_mutex_trylock()也用于对mutex参数指向的互斥量进行加锁。如果这时互斥量已经被锁，则函数以错误状态返回。
    pthread_mutex_unlock()用于对mutex参数指向的互斥量进行解锁。如果这时互斥量是未锁状态或不是当前线程所拥有的，则结果未定义。 因此，互斥量必须在同一线程上成对出现。

（3）互斥锁的销毁

互斥量不用以后，应该使用下面的函数进行销毁：
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);   

（4）利用互斥锁制作一个简单的卖票系统

#include <stdio.h>#include <pthread.h>#include <semaphore.h>#include <time.h>#include <string.h>int ticket = 100;   // 票// 互斥锁pthread_mutex_t mutex;// 卖票线程void *sale_ticket(void *v){int window = (int)v;printf ("窗口 %d  开始卖票\n", window);while (1){int time = rand() % 100 + 1;usleep(time*10000);// 卖票前要先抢锁pthread_mutex_lock(&mutex);if (ticket == 0){pthread_mutex_unlock(&mutex);break;}printf ("窗口 %d  卖票了一张票 ： %d\n", window, ticket);ticket--;pthread_mutex_unlock(&mutex);}}int main(){srand ((unsigned int)time(NULL));// 初始化互斥锁pthread_mutex_init(&mutex, NULL);// 创建卖票的线程int i = 0;for (i = 1; i < 5; i++){pthread_t therad_id;pthread_create(&therad_id, NULL, sale_ticket, (void*)i);pthread_detach(therad_id);}pthread_exit(NULL);// 销毁互斥锁pthread_mutex_destroy(&mutex);return 0;}