UNIX環境高級編程：線程同步之互斥量

互斥量（也稱為互斥鎖）出自POSIX線程標准，可以用來同步同一進程中的各個線程。當然如果一個互斥量存放在多個進程共享的某個內存區中，那麼還可以通過互斥量來進行進程間的同步。

互斥量，從字面上就可以知道是相互排斥的意思，它是最基本的同步工具，用於保護臨界區（共享資源），以保證在任何時刻只有一個線程能夠訪問共享的資源。

互斥量類型聲明為pthread_mutex_t數據類型，在<bits/pthreadtypes.h>中有具體的定義。

1互斥量初始化和銷毀

#include <pthread.h>  
int pthread_mutex_init (pthread_mutex_t *mutex, const pthread_mutexattr_t *attr);  
      
int pthread_mutex_destroy (pthread_mutex_t *mutex);  
                                              返回值：若成功則返回0，否則返回錯誤編號

上面兩個函數分別由於互斥量的初始化和銷毀。

如果互斥量是靜態分配的，可以通過常量進行初始化，如下：

pthread_mutex_t mlock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;  

也可以通過調用pthread_mutex_init函數初始化。如果動態分配互斥量（例如通過調用malloc函數），那麼在釋放內存前需要調用pthread_mutex_destroy。

要用默認的屬性初始化互斥量，只需要把attr設置為NULL。

當不在需要使用互斥量時，需要調用pthread_mutex_destroy()銷毀互斥量所占用的資源。

2 互斥量的使用

#include <pthread.h>  
int pthread_mutex_trylock (pthread_mutex_t *mutex);  
      
int pthread_mutex_lock (pthread_mutex_t *mutex);  
      
int pthread_mutex_unlock (pthread_mutex_t *mutex);  
                                        返回值：若成功則返回0，否則返回錯誤編號

對互斥量進行加鎖，需要調用pthread_mutex_lock，如果互斥量已經上鎖，調用線程將阻塞直到互斥量被解鎖。對互斥量解鎖需要調用pthread_mutex_unlock。

如果線程不希望被阻塞，它可以使用pthread_mutex_trylock嘗試對互斥量進行加鎖。如果調用pthread_mutex_tyrlock時互斥量處於未加鎖狀態，那麼pthread_mutex_trylock將鎖住互斥量，不會出現阻塞並返回0，否則pthread_muxte_trylock就會失敗，不能鎖住互斥量，而返回EBUSY。

這裡要強調的是：互斥量是用於上鎖的，不能用於等待。

簡單說就是，互斥量的使用流程應該是：線程占用互斥量，然後訪問共享資源，最後釋放互斥量。而不應該是：線程占用互斥量，然後判斷資源是否可用，如果不可用，釋放互斥量，然後重復上述過程。這種行為稱為輪轉或輪詢，是一種浪費CPU時間的行為。

查看本欄目更多精彩內容：http://www.bianceng.cn/OS/unix/