Linux——线程同步和线程安全

Linux——线程同步和线程安全

1、线程同步

同步：多进程或者多线程访问临界资源时，必须进行同步控制。多进程或者多线程的

执行并不完全是绝对的并行运行，有可能主线程需要等待函数线程的某些条件的发生。

多线程之间有几个特殊的临界资源：

全局数据、堆区数据、文件描述符多线程之间共用。

线程间同步控制方式：

1.1信号量#include<semaphore.h>

获取： int sem_init(sem_t *sem, int shared , int value);

sem:是一个 sem_t类型指针，指向信号量对象。

shared:是否能在多进程间共享， Linux不支持, 0

value:信号量的初始值

返回值： 0成功 -1失败

P操作： intsem_wait(sem_t *sem); // 阻塞运行

V操作： intsem_post(sem_t *sem);

删除： int sem_destroy(sem_t *sem);

练习：

主线程循环获取用户输入，函数线程统计用户输入的字符个数。

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <assert.h>#include <pthread.h>#include <stdbool.h>#include <string.h>#include <fcntl.h>#include <unistd.h>#include <semaphore.h>char buff[128] = {0};sem_t sem;void *pthread_fun(void *arg){sem_wait(&sem);while(1){sem_wait(&sem);if(strncmp(buff,"end",3) == 0){break;}printf("buff length: %d\n",strlen(buff) - 1);}}void main(){pthread_t id;sem_init(&sem,0,0);int res = pthread_create(&id, NULL, pthread_fun, NULL);assert(res == 0);while(1){printf("[please input] ");fflush(stdout);fgets(buff,128,stdin);sem_post(&sem);if(strncmp(buff,"end",3) == 0){break;}}pthread_join(id,NULL);}

运行结果：

1.2互斥锁

概念：完全控制临界资源，如果一个线程完成加锁操作，则其他线程无论如何

都无法再完成加锁，也就无法对临界资源进行访问。

初始化：

int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex,pthread_mutex_attr_t *attr);

加锁：

int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex); //阻塞运行

int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t*mutex); //非阻塞版本

解锁：

int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);

释放：

int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);

1.3条件变量

2、线程安全 --->可重入函数

有些库函数会使用线程间共享的数据，如果没有同步控制，线程操作就是不安全的，

所以，我们使用这样一些函数时，就必须使用其安全的版本 ---》可重入函数

 

 

3、线程中 fork的使用，锁的变化

在线程中调用 fork函数，子进程只会启用调用 fork 函数的那条线程，其他线程不

会启用。

子进程会继承其父进程的锁以及锁的状态，但是父子进程用的不是同一把锁，父进

程解锁并不会影响到子进程的锁，所以子进程有可能死锁！！！

pthread_atfork(void (*prepare)(void), void(*parent)(void ), void (*child)(void));

指定在 fork调用之后，创建子进程之前，调用 prepare 函数，获取所有的锁，

然后创建子进程，子进程创建以后，父进程环境中调用 parent 解所有的锁，子进

程环境中调用 child解所有的锁，然后 fork 函数再返回。这样保证了 fork 之后，子进程

拿到的锁都是解锁状态，避免死锁。

扩展：

同一个线程中，对于用一把锁，加锁和解锁之间需要一定时间。信号量需不需要？？？

读写锁、自旋锁 ......的作用以及用法

未完。。。