#include <pthread.h>
#include <iostream>
using namespace std;
class ThreadMutex
{
public:
ThreadMutex()
{
pthread_mutex_init(&mtx, NULL);
}
~ThreadMutex()
{
pthread_mutex_destroy( &mtx );
}
inline void Lock()
{
pthread_mutex_lock( &mtx );
}
inline void UnLock()
{
pthread_mutex_unlock( &mtx );
}
private:
pthread_mutex_t mtx;
};
//以下为测试用例
ThreadMutex g_Mutex;
void *PrintMsg(void *lpPara)
{
char *msg = (char *)lpPara;
g_Mutex.Lock();
for(int i=0; i< 5; i++ )
{
cout << msg << endl;
sleep( 1 );
}
g_Mutex.UnLock();
return NULL;
}
int main()
{
pthread_t t1,t2;
//创建两个工作线程,第1个线程打印10个1,第2个线程打印10个2。
pthread_create( &t1, NULL, &PrintMsg, (void *)"First print thread" );
pthread_create( &t2, NULL, &PrintMsg, (void *)"Second print thread" );
//等待线程结束
pthread_join( t1, NULL);
pthread_join( t2, NULL);
return 0;
}
通过g++ -o Mutex Mutex.cpp -lpthread编译。
1. 互斥锁创建
有两种方法创建互斥锁,静态方式和动态方式。POSIX定义了一个宏PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER来静态初始化互斥锁,方法如下:
pthread_mutex_t mutex=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
在LinuxThreads实现中,pthread_mutex_t是一个结构,而PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER则是一个结构常量。
动态方式是采用pthread_mutex_init()函数来初始化互斥锁,API定义如下:
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, const pthread_mutexattr_t *mutexattr)
其中mutexattr用于指定互斥锁属性(见下),如果为NULL则使用缺省属性。
pthread_mutex_destroy ()用于注销一个互斥锁,API定义如下:
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex)
销毁一个互斥锁即意味着释放它所占用的资源,且要求锁当前处于开放状态。由于在Linux中,互斥锁并不占用任何资源,因此LinuxThreads中的 pthread_mutex_destroy()除了检查锁状态以外(锁定状态则返回EBUSY)没有其他动作。
2. 互斥锁属性
互斥锁的属性在创建锁的时候指定,在LinuxThreads实现中仅有一个锁类型属性,不同的锁类型在试图对一个已经被锁定的互斥锁加锁时表现不同。当前(glibc2.2.3,linuxthreads0.9)有四个值可供选择:
* PTHREAD_MUTEX_TIMED_NP,这是缺省值,也就是普通锁。当一个线程加锁以后,其余请求锁的线程将形成一个等待队列,并在解锁后按优先级获得锁。这种锁策略保证了资源分配的公平性。
* PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE_NP,嵌套锁,允许同一个线程对同一个锁成功获得多次,并通过多次unlock解锁。如果是不同线程请求,则在加锁线程解锁时重新竞争。
* PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK_NP,检错锁,如果同一个线程请求同一个锁,则返回EDEADLK,否则与PTHREAD_MUTEX_TIMED_NP类型动作相同。这样就保证当不允许多次加锁时不会出现最简单情况下的死锁。
* PTHREAD_MUTEX_ADAPTIVE_NP,适应锁,动作最简单的锁类型,仅等待解锁后重新竞争。
3. 锁操作
锁操作主要包括加锁 pthread_mutex_lock()、解锁pthread_mutex_unlock()和测试加锁 pthread_mutex_trylock()三个,不论哪种类型的锁,都不可能被两个不同的线程同时得到,而必须等待解锁。对于普通锁和适应锁类型, 解锁者可以是同进程内任何线程;而检错锁则必须由加锁者解锁才有效,否则返回EPERM;对于嵌套锁,文档和实现要求必须由加锁者解锁,但实验结果表明并 没有这种限制,这个不同目前还没有得到解释。在同一进程中的线程,如果加锁后没有解锁,则任何其他线程都无法再获得锁。
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex)
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex)
int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex)
pthread_mutex_trylock()语义与pthread_mutex_lock()类似,不同的是在锁已经被占据时返回EBUSY而不是挂起等待。