操作系统实验一：进程和线程(1）：https://developer.aliyun.com/article/1407233
七、共享资源的互斥访问
创建两个线程来实现对一个数的递加 pthread_example.c
1、运行
例程1：
代码太长，截图不便，我直接贴文本吧。
#include<pthread.h> #include<stdlib.h> #include<stdio.h> #include<sys/time.h> #include<string.h> #include<unistd.h> #define MAX 10 pthread_t thread[2]; pthread_mutex_t mut; int number=0; int i; void thread1(){ printf("thread1: I'm thread 1\n"); for(i=0;i<MAX;i++){ printf("thread1: number=%d\n",number); pthread_mutex_lock(&mut); number++; pthread_mutex_unlock(&mut); sleep(2); } pthread_exit(NULL); } void thread2(){ printf("thread2: I'm thread 2\n"); for(i=0;i<MAX;i++){ printf("thread2: number=%d\n",number); pthread_mutex_lock(&mut); number++; pthread_mutex_unlock(&mut); sleep(3); } pthread_exit(NULL); } void thread_create(){ int temp; memset(&thread,0,sizeof(thread)); if( (temp=pthread_create(&thread[0],NULL,(void*)thread1,NULL)) != 0){ printf("create thread1 failed!\n"); }else{ printf("create thread1 success!\n"); } if( (temp=pthread_create(&thread[1],NULL,(void*)thread2,NULL)) != 0){ printf("create thread2 failed!\n"); }else{ printf("create thread2 success!\n"); } } void thread_wait(){ if(thread[0]!=0){ pthread_join(thread[0],NULL); printf("thread1 end!\n"); } if(thread[1]!=0){ pthread_join(thread[1],NULL); printf("thread2 end!\n"); } } int main(){ pthread_mutex_init(&mut,NULL); printf("I am main, I am creating thread!\n"); thread_create(); printf("I am main, I am waiting thread end!\n"); thread_wait(); return 0; }
2、解释运行结果
进程是资源分配的基本单位，线程是调度的基本单位。上述代码中，int number和int i都是被两个线程所共享的变量。利用mutex可以实现对共享资源的互斥访问，这个比较容易理解，但是上面的运行结果中，可能有些令人疑惑的地方。
1、为什么会打印两次"number=0"，这正常吗？
是正常的，比如在如下图所示的执行顺序（但不唯一）中，就会出现打印两次"number=0"然后打印"number=2"的情况。注意sleep()会直接让当前进程阻塞，因此下图中在sleep处都是拐点
2、为什么thread1连续输出了两个数"number=6"和"number=7"？
对进程的同步与互斥有些模糊时，容易产生这样的疑问。运行结果中，大部分输出都是thread1和thread2交替的，只有6和7这里是同一个线程连续输出两次，以至于觉得本应该交替输出、而连续输出是异常的。
其实不是，上述thread1的代码中是sleep(2)，而thread2的代码中是sleep(3)。如果你将thread1中的sleep(2)修改成sleep(1)，可以观察到大部分时候都是thread1在连续输出。总之，代码中只是使用mutex实现了对共享资源的互斥访问而已，并没有实现同步。
3、验证lock与unlock的作用。
到这里，我只知道mutex可以实现对共享资源(全局变量number)的互斥访问，程序也确实看起来正常运行。不过，它只循环了10次呢。而且不知道你有没有发现一个问题，另一个全局变量i，不也同样是thread1和thread2两个线程的共享资源吗？
让我们将总循环次数提到10万吧：#define MAX=100000，同时将阻塞时间缩到sleep(0.001)让它运行得快一点。然后重新编译并运行一下我们的代码：
例程2：
看！最后结果是number=100018，而并不是我们所设置的100000，那么很可能就是由于对于共享变量 i 的访问发生了冲突。我将例程2运行了5次，记录每次最后的number值如下：
100018 100017 100011 100024 100009
为了验证确实是变量 i 导致的问题，而不是其它的什么原因——比如上帝在你的计算机里边掷骰子，我们不妨给 i 也加上互斥。
例程3：
我新增了一个新的用于互斥的变量mut_i，并在两个线程函数的循环中都改用lock和unlock来保护记录循环迭代的i++语句。
我同样将这个修改后的例程3运行了5次，其中有四次是正确的结果number=100000。可很遗憾，我也不知道在第一次运行中为什么会出现连续两个number=99999，不过我觉得这不一定是资源互斥中所导致的问题。
总之，凡有赋值的操作在多线程环境都要加锁，不论是上述的number++，还是i++。因为，它们都不是原子操作，从机器指令的层面来看，一个高级语言中的i++包含多个步骤，而一条语句还没执行完，可能就已经发生中断，转而去执行另一个线程了。
4、在例程2和例程3的执行结果中，每次最终的number值都是偏大，为什么不会偏小呢？
例程4：
下面我解除了对于变量 number 的互斥保护，而保持对 i 的互斥保护。
可以看到我连续运行五次结果中，number 每次都是比10万要偏小。这个具体的细节，其实回忆一下以前数据库并发控制中丢失修改导致的数据不一致问题，就明白了，情况如下图所示。而当 i 偏小的时候，i 的递增次数就小于实际迭代次数，于是导致了 number 的结果偏大。
参考：
- https://blog.csdn.net/JMW1407/article/details/108318960 - int i =1 是原子操作吗？i++是原子操作吗？
