pthread學習筆記（五）–跋涉之旅之Posix線程編程指南(3)

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互斥鎖

儘管在PosixThread中同樣可以使用IPC的訊號量機制來實現互斥鎖mutex功能，但顯然semphore的功能過於強大了，在PosixThread中定義了另外一套專門用於線程同步的mutex函數。

 

關於IPC的相關知識可以登入連結查看。

IPC訊號量的知識在文章IPC under Linux-Semaphore中有詳細的說明連結。

 

 

1． 建立和銷毀

有兩種方法建立互斥鎖，靜態方式和動態方式。POSIX定義了一個宏PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER來靜態初始化互斥鎖，方法如下：pthread_mutex_t mutex=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;在LinuxThreads實現中，pthread_mutex_t是一個結構，而PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER則是一個結構常量。

動態方式是採用pthread_mutex_init()函數來初始化互斥鎖，API定義如下：int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, constpthread_mutexattr_t *mutexattr)其中mutexattr用於指定互斥鎖屬性（見下），如果為NULL則使用預設屬性。

pthread_mutex_destroy()用於登出一個互斥鎖，API定義如下：int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex)銷毀一個互斥鎖即意味著釋放它所佔用的資源，且要求鎖當前處於開放狀態。由於在Linux中，互斥鎖並不佔用任何資源，因此LinuxThreads中的pthread_mutex_destroy()除了檢查鎖狀態以外（鎖定狀態則返回EBUSY）沒有其他動作。

 

2． 互斥鎖屬性

互斥鎖的屬性在建立鎖的時候指定，在LinuxThreads實現中僅有一個鎖類型屬性，不同的鎖類型在試圖對一個已經被鎖定的互斥鎖加鎖時表現不同。當前（glibc2.2.3,linuxthreads0.9）有四個值可供選擇：

• PTHREAD_MUTEX_TIMED_NP，這是預設值，也就是普通鎖。當一個線程加鎖以後，其餘請求鎖的線程將形成一個等待隊列，並在解鎖後按優先順序獲得鎖。這種鎖策略保證了資源分派的公平性。
• PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE_NP，嵌套鎖，允許同一個線程對同一個鎖成功獲得多次，並通過多次unlock解鎖。如果是不同線程請求，則在加鎖線程解鎖時重新競爭。
• PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK_NP，檢錯鎖，如果同一個線程請求同一個鎖，則返回EDEADLK，否則與PTHREAD_MUTEX_TIMED_NP類型動作相同。這樣就保證當不允許多次加鎖時不會出現最簡單情況下的死結。
• PTHREAD_MUTEX_ADAPTIVE_NP，適應鎖，動作最簡單的鎖類型，僅等待解鎖後重新競爭。

3． 鎖操作

鎖操作主要包括加鎖pthread_mutex_lock()、解鎖pthread_mutex_unlock()和測試加鎖pthread_mutex_trylock()三個，不論哪種類型的鎖，都不可能被兩個不同的線程同時得到，而必須等待解鎖。對於普通鎖和適應鎖類型，解鎖者可以是同進程內任何線程；而檢錯鎖則必須由加鎖者解鎖才有效，否則返回EPERM；對於嵌套鎖，文檔和實現要求必須由加鎖者解鎖，但實驗結果表明並沒有這種限制，這個不同目前還沒有得到解釋。在同一進程中的線程，如果加鎖後沒有解鎖，則任何其他線程都無法再獲得鎖。