开发使用多线程过程中, 不可避免的会出现多个线程同时操作同一块共享资源, 当操作全部为读时, 不会出现未知结果, 一旦当某个线程操作中有写操作时, 就会出现数据不同步的事件.
而出现数据混乱的原因:
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资源共享(独享资源则不会)
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调试随机(对数据的访问会出现竞争)
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线程间缺少必要的同步机制
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以上三点, 前两点不能被改变. 欲提高效率, 传递数据, 资源必须共享. 只要资源共享, 就一定会出现线程间资源竞争, 只要存在竞争关系, 数据就会出现混乱.
所以只能从第三点着手, 使多个线程在访问共享资源的时候, 出现互斥.
线程同步:
指在一定的时间里只允许某一个进程访问某个资源,而在此时间内,不允许其它线程对该资源进行操作.
在使用锁的时候, 以下会出现死锁状态.
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线程试图对一把锁进行加锁两次
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哲学家就餐[N个哲学家, N支筷子, 哲学家同时对一个方向取筷子, 取到后需要拿另一方面的场子才可以就餐]
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线程试图对一把锁进行加锁两次:
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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
/*
* 模拟一个线程对一把锁进行加锁两次
* author sea time 2016/06/15
*/
//创建一把互斥锁, 并进行静态初始化
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
//线程函数
void
* thread_handler(
void
* args){
//第一次获取锁成功
pthread_mutex_lock(&mutex);
//成功获取打印
printf
(
"get mutex 1 successfully!\n"
);
//第二次获取同一把锁
pthread_mutex_lock(&mutex);
printf
(
"get mutex 2 successfully!\n"
);
pthread_mutex_unlock(&mutex);
pthread_mutex_unlock(&mutex);
pthread_exit(NULL);
}
int
main(
int
argc,
char
* argv[]){
pthread_t tid;
pthread_create(&tid, NULL, thread_handler, NULL);
//等待线程结束
pthread_join(tid, NULL);
//释放互斥锁
pthread_mutex_destroy(&mutex);
return
0;
}
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运行结果:
结果如预期所至, 一直阻塞在那获取锁.
哲学家就餐[N个哲学家, N支筷子, 哲学家同时对一个方向取筷子, 取到后需要拿另一方面的场子才可以就餐]:
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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <string.h>
/*
* 模拟哲学家用餐模型
* author sea time 2016/0615
*/
//用五把锁模拟五支筷子
pthread_mutex_t mutex[5];
void
* thread_handler(
void
* args){
//获取当前位数
long
i = (
long
)args;
int
left, right;
//当是最后一个哲学家
if
(
sizeof
(mutex)/
sizeof
(*mutex) == i + 1){
left = i;
right = 0;
}
else
{
left = i;
right = i + 1;
}
//获取左边的筷子
pthread_mutex_lock(&mutex[left]);
//等待100毫秒, 让其它线程都拿到自己右边的筷子
usleep(100);
//获取右边的筷子
pthread_mutex_lock(&mutex[right]);
sleep(2);
printf
(
"%ld 吃完了....!\n"
, i);
//解锁
pthread_mutex_unlock(&mutex[right]);
//解锁
pthread_mutex_unlock(&mutex[left]);
pthread_exit(NULL);
}
int
main(
int
argc,
char
* argv[]){
long
i = 0;
int
ret = 0;
pthread_t tid[5];
//初始化五把锁
for
(i = 0; i <
sizeof
(mutex)/
sizeof
(*mutex); i++){
pthread_mutex_init(mutex+i, NULL);
}
//创建五个线程
for
(i = 0; i <
sizeof
(tid)/
sizeof
(*tid); i++){
pthread_create(tid+i, NULL, thread_handler, (
void
*)i);
}
//等待线程
for
(i = 0; i <
sizeof
(tid) /
sizeof
(*tid); i++){
pthread_join(tid[i], NULL);
}
//释放五把锁
for
(i = 0; i <
sizeof
(mutex)/
sizeof
(*mutex); i++){
pthread_mutex_destroy(mutex+i);
}
return
ret;
}
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运行结果: 会一直阻塞
结论： 在访问共享资源前加锁，访问结束后立即解锁。锁的“粒度”应越小越好。
本文转自asd1123509133 51CTO博客，原文链接：http://blog.51cto.com/lisea/1789733，如需转载请自行联系原作者
