Linux入门：线程同步与互斥（一）——互斥量

       多个线程同时访问共享数据时可能会冲突。比如，两个线程都要把某个全局变量加1，这个操作需要三个指令才能完成：

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

       由于给全局变量加1需要以上三步操作，而两个线程都要给它加1 的时候就可能在进行这三步操作的任意一步的时候被切出去，假设线程1 在给寄存器的值加1 之后刚想把寄存器的值的值写回内存的时候被切出去，此时它的上下文信息被保存；线程2开始操作这个全局变量，由于线程1还没有把加过之后的值写回内存，这时线程2 读到的仍然是全局变量的初始值，然后线程2就执行以上三步操作，完成之后又轮到线程1执行它自己的逻辑，此时它还原自己的上下文信息，将寄存器里的值写回内存，然而线程1和2各执行一次的操作值给全局变量加了1，没有达到我们预想的加2的效果。（什么情况下容易发生线程间切换：执行流由系统调用变为内核态，结束系统调用要切换回用户太的时候最容易触发线程间切换。用户态切换到内核态的三种方式：（1）系统调用，（2）异常，（3）外围设备的中断）

我们通过一个简单的程序来观察这一现象。

我们创建两个线程，各自把gCount的值累加5000次，正常情况下gCount的值应该等于10000：

#include <stdio.h>#include <pthread.h>//pthread_mutex_t lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;int gCount = 0;void *thread_run(void *arg){int i = 0;int data = 0;while(i++ < 5000){//pthread_mutex_lock(&lock);data = gCount;printf("thread %lu count is:%d\n", data);gCount = data+1;//pthread_mutex_unlock(&lock);}}int main(){pthread_t id1, id2;pthread_create(&id1, NULL, thread_run, NULL);pthread_create(&id2, NULL, thread_run, NULL);pthread_join(id1, NULL);pthread_join(id2, NULL);//pthread_mutex_destroy(&lock);    printf("main thread count is:%d\n", gCount);return 0;}

然而结果每次都不相同：

        对于多线程的程序，多个执行流非原子的去访问临界资源，但没有对临界资源加以保护，访问冲突的问题是很普遍的，解决的办法是引入互斥锁，获得锁的线程可完成“读—修改—写”的操作，然后释放锁给其他线程，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，就算在执行到其中一步的时候被切出去，也是抱着锁被切出去，其他线程没有访问这个共享数据的权利。

       互斥锁相当于二元信号量，只在线程中有效。

1.初始化互斥锁

2.加锁

3.解锁

4.销毁互斥锁

程序示例：

运行结果：