Linux环境下线程的互斥

多个线程同时访问共享数据时可能会冲突,这跟前面讲信号时所说的可重入性是同样的问
题。比如 两个线程都要把某个全局变量增加1,这个操作在某平台需要三条指令完成:
1. 从内存读变量值到寄存器
2. 寄存器的值加1
3. 将寄存器的值写回内存
假设两个线程在多处理器平台上同时执行这三条指令,则可能导致下图所示的结果,最后变量只加了一次而非两次。

通过一个简单的程序观察这一现象。描述的现象从理论上是存在这种可能的,但实际运行程序时很难观察到,为了使现象更容易观察到,我们把上述三条指令做的事情用更多条指令来做:
我们在“读取变量的值”和“把变量的新值保存回去”这两步操作之间插入一个printf调用,它会执行write系统调用进内核,为内核调度别的线程执行提供了一个很好的时机。我们在一个循环中重 复上述操作几千次,就会观察到访问冲突的现象。
我们创建两个线程,各自把counter增加5000次,正常情况下最后counter应该等于10000,但事实
上每次运行该程序的结果都不一样,有时候数到5000多,有时候数到6000多。

对于多线程的程序,访问冲突的问题是很普遍的,解决的办法是引入互斥锁(Mutex,Mutual  Exclusive Lock),获得锁的线程可以完成“读-修改-写”的操作,然后释放锁给其它线程,没有获得锁的线程只能等待而不能访问共享数据,这样“读-修改-写”三步操作组成一个原子操作,要么都执行,要么都不执行,不会执行到中间被打断,也不会在其它处理器上并行做这个操作。

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<pthread.h>static int count=0;pthread_mutex_t mutex=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;void *thread_run(void *arg){int val=0;int i=0;for(;i<5000;i++){pthread_mutex_lock(&mutex);//加锁val=count;printf("pthread id is %d,tid is %d\n",getpid(),pthread_self());count=val+1;pthread_mutex_unlock(&mutex);//解锁//count++;}return NULL;}int main(){pthread_t id1;pthread_t id2;int temp1=pthread_create(&id1,NULL,thread_run,NULL);int temp2=pthread_create(&id2,NULL,thread_run,NULL);if(temp1!=0){printf("create thread1 error,%s\n",strerror(temp1));return -1;}if(temp2!=0){printf("create thread2 error,%s\n",strerror(temp2));return -1;}pthread_join(id1,NULL);pthread_join(id2,NULL);printf("count val = %d\n",count);return 0;}