92-递归型互斥量

互斥量的类型属性通常有四种：

• PTHREAD_MUTEX_NORMAL
• PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK
• PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE
• PTHREAD_MUTEX_DEFAULT

其中第一种和第四种一般都是一样的，宏定义的值相同，是默认情况。第二种提供错误检查。第三种是我们本文需要讨论的。

1. 相关函数

可以使用下面的函数对互斥量的类型属性进行设置和获取：

int pthread_mutexattr_gettype(const pthread_mutexattr_t *attr, int *type);int pthread_mutexattr_settype(pthread_mutexattr_t *attr, int type);

2. 递归类型的互斥量

一般情况下，我们在同一个线程中对同一个互斥量加两次锁，就会死锁。如果将互斥量类型属性设置为递归类型 PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE 就不会出现此问题。

递归互斥量内部维护着一个计数器，当互斥量未上锁时，计数器值为 0。只有计数器为 0 的情况下，线程才能够获得锁。只有获得锁的线程，才能持续对互斥量加锁，每加一次锁，计数器的值加 1，每解一次锁，计数器的值减 1.

3. 实验

程序 recsig 的功能是在信号处理函数内部对余票数量加 1. 操作余票的时候，需要加锁。recsig 程序可以从命令行接受一个参数，表示使用递归互斥量，如果不传参数，表示使用普通互斥量。

resig 函数注册了两种信号，第一种是 SIGUSR1，另一种是 SIGINT。当程序启动的时候，会自己给自己发送 SIGUSR1 信号。

3.1 代码

#include <unistd.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <errno.h>#include <signal.h>#include <pthread.h>#define PPERR(err, msg) do { errno = err; perror(msg); exit(-1); } while(0)struct ticket {  int remain;  pthread_mutex_t lock;};struct ticket t;void printtype(pthread_mutexattr_t *attr) {  int err, type;  char *s = "???";  err = pthread_mutexattr_gettype(attr, &type);  if (err != 0) PPERR(err, "pthread_mutexattr_gettype");  if (type == PTHREAD_MUTEX_NORMAL) {      s = "PTHREAD_MUTEX_NORMAL";      printf("MUTEX TYPE = %s\n", s);   }  if (type == PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK) {      s = "PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK";      printf("MUTEX TYPE = %s\n", s);   }  if (type == PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE) {      s = "PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE";      printf("MUTEX TYPE = %s\n", s);   }  if (type == PTHREAD_MUTEX_DEFAULT) {      s = "PTHREAD_MUTEX_DEFAULT";      printf("MUTEX TYPE = %s\n", s);   }}void setrecursive(pthread_mutexattr_t *attr) {  int err, type;  type = PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE;  err = pthread_mutexattr_settype(attr, type);  if (err != 0) PPERR(err, "pthread_mutexattr_settype");}void handler(int sig) {  if (sig == SIGUSR1) puts("receive SIGUSR1");  else if (sig == SIGINT) puts("receive SIGINT");  pthread_mutex_lock(&t.lock);  printf("%s enter handler\n", sig == SIGUSR1 ? "SIGUSR1":"SIGINT");  t.remain++;  sleep(3);  printf("%s exit handler\n", sig == SIGUSR1 ? "SIGUSR1":"SIGINT");  pthread_mutex_unlock(&t.lock);}int main(int argc, char* argv[]) {  int recursive = 0;  if (argc >= 2) recursive = 1;  t.remain = 3;  pthread_mutexattr_t attr;  pthread_mutexattr_init(&attr);  printtype(&attr);  if (recursive == 1) {    puts("modify type --------------------->");    setrecursive(&attr);    printtype(&attr);  }  pthread_mutex_init(&t.lock, &attr);  pthread_mutexattr_destroy(&attr);  signal(SIGUSR1, handler);  signal(SIGINT, handler);  puts("send SIGUSR1");  kill(getpid(), SIGUSR1);  pthread_mutex_destroy(&t.lock);  printf("remain = %d\n", t.remain);  return 0;}

3.2 编译和运行

• 编译

$ gcc recsig.c -o recsig -lpthread

• 不带参数运行

$ ./recsig

当进入信号处理函数的时候，按下 CTRL+ C，接下来，程序死锁。原因在于信号处理函数在执行的时候，收到了 SIGINT 信号，又加了一次锁，注意它们都属于同一个线程，所以导致了死锁。

图1 普通类型互斥量运行结果

• 带参数运行

$ ./recsig 1

当进入信号处理函数的时候，按下 CTRL+ C，程序正常执行完成。

图2 递归类型互斥量运行结果

4. 总结

• 理解递归类型互斥量的作用
• 信号处理函数中，避免使用互斥量，如果确实要使用，使用递归类型互斥量