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详解linux多线程——互斥锁、条件变量、读写锁、自旋锁、信号量( 三 )

详解linux多线程


详解linux多线程——互斥锁、条件变量、读写锁、自旋锁、信号量

文章插图
 
#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <pthread.h> int travelercount = 0;pthread_cond_t taxicond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;pthread_mutex_t taximutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; void *traveler_arrive(void *name){char *p = (char *)name;pthread_mutex_lock(&taximutex);printf ("traveler: %s need a taxi now!n", p);travelercount++;pthread_cond_wait(&taxicond, &taximutex);pthread_mutex_unlock(&taximutex);printf ("traveler: %s now got a taxi!n", p);pthread_exit(NULL);} void *taxi_arrive(void *name){char *p = (char *)name;printf ("Taxi: %s arrives.n", p);for(;;){if(travelercount){pthread_cond_signal(&taxicond);travelercount--;break;}}pthread_exit(NULL);} int main (int argc, char **argv){char *name;pthread_t thread;pthread_attr_t threadattr;pthread_attr_init(&threadattr);name = "Jack";pthread_create(&thread, &threadattr, taxi_arrive, name);sleep(1);name = "Susan";pthread_create(&thread, &threadattr, traveler_arrive, name);sleep(3);name = "Mike";pthread_create(&thread, &threadattr, taxi_arrive, name);sleep(4);return 0;}3、虚假唤醒(spurious wakeup)
  虚假唤醒(spurious wakeup)在采用条件等待时：
while(条件不满足){condition_wait(cond, mutex);}// 而不是:If( 条件不满足 ){Condition_wait(cond,mutex);}这是因为可能会存在虚假唤醒”spurious wakeup”的情况 。
  也就是说 ， 即使没有线程调用condition_signal, 原先调用condition_wait的函数也可能会返回 。此时线程被唤醒了 ， 但是条件并不满足 ， 这个时候如果不对条件进行检查而往下执行 ， 就可能会导致后续的处理出现错误 。
  虚假唤醒在linux的多处理器系统中/在程序接收到信号时可能回发生 。在windows系统和JAVA虚拟机上也存在 。在系统设计时应该可以避免虚假唤醒 ， 但是这会影响条件变量的执行效率 ， 而既然通过while循环就能避免虚假唤醒造成的错误 ， 因此程序的逻辑就变成了while循环的情况 。
四、读写锁（同步）
  读写锁与互斥量类似 ， 不过读写锁允许更改的并行性 ， 也叫共享互斥锁 。互斥量要么是锁住状态 ， 要么就是不加锁状态 ， 而且一次只有一个线程可以对其加锁 。读写锁可以有3种状态：读模式下加锁状态、写模式加锁状态、不加锁状态 。
  一次只有一个线程可以占有写模式的读写锁 ， 但是多个线程可以同时占有读模式的读写锁（允许多个线程读但只允许一个线程写） 。
【读写锁的特点】：
如果有其它线程读数据 ， 则允许其它线程执行读操作 ， 但不允许写操作；
如果有其它线程写数据 ， 则其它线程都不允许读、写操作 。
【读写锁的规则】：
如果某线程申请了读锁 ， 其它线程可以再申请读锁 ， 但不能申请写锁；
如果某线程申请了写锁 ， 其它线程不能申请读锁 ， 也不能申请写锁 。
读写锁适合于对数据结构的读次数比写次数多得多的情况 。
#include <pthread.h>// 初始化读写锁int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t *rwlock,const pthread_rwlockattr_t *attr); // 申请读锁int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *rwlock ); // 申请写锁int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *rwlock ); // 尝试以非阻塞的方式来在读写锁上获取写锁 ， // 如果有任何的读者或写者持有该锁 ， 则立即失败返回 。int pthread_rwlock_trywrlock(pthread_rwlock_t *rwlock); // 解锁int pthread_rwlock_unlock (pthread_rwlock_t *rwlock); // 销毁读写锁int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *rwlock);【Demo】：
// 一个使用读写锁来实现 4 个线程读写一段数据是实例 。// 在此示例程序中 ， 共创建了 4 个线程 ， // 其中两个线程用来写入数据 ， 两个线程用来读取数据#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <pthread.h>pthread_rwlock_t rwlock; //读写锁int num = 1;//读操作 ， 其他线程允许读操作 ， 却不允许写操作void *fun1(void *arg){while(1){pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);printf("read num first == %dn", num);pthread_rwlock_unlock(&rwlock);sleep(1);}}//读操作 ， 其他线程允许读操作 ， 却不允许写操作void *fun2(void *arg){while(1){pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);printf("read num second == %dn", num);pthread_rwlock_unlock(&rwlock);sleep(2);}} //写操作 ， 其它线程都不允许读或写操作void *fun3(void *arg){while(1){pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);num++;printf("write thread firstn");pthread_rwlock_unlock(&rwlock);sleep(2);}} //写操作 ， 其它线程都不允许读或写操作void *fun4(void *arg){while(1){pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);num++;printf("write thread secondn");pthread_rwlock_unlock(&rwlock);sleep(1);}}int main(){pthread_t ptd1, ptd2, ptd3, ptd4;pthread_rwlock_init(&rwlock, NULL);//初始化一个读写锁//创建线程pthread_create(&ptd1, NULL, fun1, NULL);pthread_create(&ptd2, NULL, fun2, NULL);pthread_create(&ptd3, NULL, fun3, NULL);pthread_create(&ptd4, NULL, fun4, NULL);//等待线程结束 ， 回收其资源pthread_join(ptd1, NULL);pthread_join(ptd2, NULL);pthread_join(ptd3, NULL);pthread_join(ptd4, NULL);pthread_rwlock_destroy(&rwlock);//销毁读写锁return 0;}


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