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超詳細(xì)講解Linux C++多線程同步的方式

#include <iostream>
#include<pthread.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>

using namespace std;

int ticket_sum=20;
void *sell_ticket(void *arg)
{
    for(int i=0; i<20; i++)
    {
        if(ticket_sum>0)
        {
            sleep(1);
            cout<<"sell the "<<20-ticket_sum+1<<"th"<<endl;
            ticket_sum--;
        }
    }
    return 0;
}

int main()
{
    int flag;
    pthread_t tids[4];

    for(int i=0; i<4; i++)
    {
        flag=pthread_create(&tids[i],NULL,&sell_ticket,NULL);
        if(flag)
        {
            cout<<"pthread create error ,flag="<<flag<<endl;
            return flag;
        }
    }

    sleep(20);
    void *ans;
    for(int i=0; i<4; i++)
    {
        flag=pthread_join(tids[i],&ans);
        if(flag)
        {
            cout<<"tid="<<tids[i]<<"join erro flag="<<flag<<endl;
            return flag;
        }
        cout<<"ans="<<ans<<endl;
    }
    return 0;
}

分析：總票數(shù)只有20張，卻賣出了23張，是非常明顯的超買超賣問題，而造成這個(gè)問題的根本原因就是同時(shí)發(fā)生的各個(gè)線程都可以對(duì)ticket_sum進(jìn)行讀取和寫入！

ps：

1.在并發(fā)情況下，指令執(zhí)行的先后順序由內(nèi)核決定，同一個(gè)線程內(nèi)部，指令按照先后順序執(zhí)行，但不同線程之間的指令很難說清楚是哪一個(gè)先執(zhí)行，如果運(yùn)行的結(jié)果依賴于不同線程執(zhí)行的先后的話，那么就會(huì)形成競(jìng)爭(zhēng)條件，在這樣的情況下，計(jì)算的結(jié)果很難預(yù)知，所以應(yīng)該盡量避免競(jìng)爭(zhēng)條件的形成

2.最常見的解決競(jìng)爭(zhēng)條件的方法是將原先分離的兩個(gè)指令構(gòu)成一個(gè)不可分割的原子操作，而其他任務(wù)不能插入到原子操作中！

3.對(duì)多線程來說，同步指的是在一定時(shí)間內(nèi)只允許某一個(gè)線程訪問某個(gè)資源，而在此時(shí)間內(nèi)，不允許其他線程訪問該資源!

4.線程同步的常見方法：互斥鎖，條件變量，讀寫鎖，信號(hào)量

一.互斥鎖

本質(zhì)就是一個(gè)特殊的全局變量，擁有l(wèi)ock和unlock兩種狀態(tài)，unlock的互斥鎖可以由某個(gè)線程獲得，一旦獲得，這個(gè)互斥鎖會(huì)鎖上變成lock狀態(tài)，此后只有該線程由權(quán)力打開該鎖，其他線程想要獲得互斥鎖，必須得到互斥鎖再次被打開之后

采用互斥鎖來同步資源:

#include <iostream>
#include<pthread.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>

using namespace std;

int ticket_sum=20;
pthread_mutex_t mutex_x=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;//static init mutex

void *sell_ticket(void *arg)
{
    for(int i=0; i<20; i++)
    {
        pthread_mutex_lock(&mutex_x);//atomic opreation through mutex lock
        if(ticket_sum>0)
        {
            sleep(1);
            cout<<"sell the "<<20-ticket_sum+1<<"th"<<endl;
            ticket_sum--;
        }
        pthread_mutex_unlock(&mutex_x);
    }
    return 0;
}

int main()
{
    int flag;
    pthread_t tids[4];

    for(int i=0; i<4; i++)
    {
        flag=pthread_create(&tids[i],NULL,&sell_ticket,NULL);
        if(flag)
        {
            cout<<"pthread create error ,flag="<<flag<<endl;
            return flag;
        }
    }

    sleep(20);
    void *ans;
    for(int i=0; i<4; i++)
    {
        flag=pthread_join(tids[i],&ans);
        if(flag)
        {
            cout<<"tid="<<tids[i]<<"join erro flag="<<flag<<endl;
            return flag;
        }
        cout<<"ans="<<ans<<endl;
    }
    return 0;
}

分析：通過為售票的核心代碼段加互斥鎖使得其變成了一個(gè)原子性操作！不會(huì)被其他線程影響

1.互斥鎖的初始化

互斥鎖的初始化分為靜態(tài)初始化和動(dòng)態(tài)初始化

靜態(tài)：pthread_mutex_t mutex_x=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;//static init mutex

動(dòng)態(tài)：pthread_mutex_init函數(shù)

ps：互斥鎖靜態(tài)初始化和動(dòng)態(tài)初始化的區(qū)別？

待補(bǔ)充。。。。

2.互斥鎖的相關(guān)屬性及分類

//初始化互斥鎖屬性
pthread_mutexattr_init(pthread_mutexattr_t attr);

//銷毀互斥鎖屬性
pthread_mutexattr_destroy(pthread_mutexattr_t attr);

//用于獲取互斥鎖屬性
int pthread_mutexattr_getpshared(const pthread_mutexattr_t *restrict attr , int *restrict pshared);

//用于設(shè)置互斥鎖屬性
int pthread_mutexattr_setpshared(pthread_mutexattr_t *attr , int pshared);

attr表示互斥鎖的屬性

pshared表示互斥鎖的共享屬性，由兩種取值：

1）PTHREAD_PROCESS_PRIVATE：鎖只能用于一個(gè)進(jìn)程內(nèi)部的兩個(gè)線程進(jìn)行互斥（默認(rèn)情況）

2）PTHREAD_PROCESS_SHARED：鎖可用于兩個(gè)不同進(jìn)程中的線程進(jìn)行互斥，使用時(shí)還需要在進(jìn)程共享內(nèi)存中分配互斥鎖，然后為該互斥鎖指定屬性就可以了

互斥鎖的分類：

//獲取互斥鎖類型
int pthread_mutexattr_gettype(const pthread_mutexattr_t *restrict attr , int *restrict type);

//設(shè)置互斥鎖類型
int pthread_mutexattr_settype(const pthread_mutexattr_t *restrict attr , int type);

參數(shù)type表示互斥鎖的類型，總共有以下四種類型：

1.PTHREAD_MUTEX_NOMAL:標(biāo)準(zhǔn)互斥鎖，第一次上鎖成功，第二次上鎖會(huì)失敗并阻塞

2.PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE:遞歸互斥鎖，第一次上鎖成功，第二次上鎖還是會(huì)成功，可以理解為內(nèi)部有一個(gè)計(jì)數(shù)器，每加一次鎖計(jì)數(shù)器加1，解鎖減1

3.PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK:檢查互斥鎖，第一次上鎖會(huì)成功，第二次上鎖出錯(cuò)返回錯(cuò)誤信息，不會(huì)阻塞

4.PTHREAD_MUTEX_DEFAULT:默認(rèn)互斥鎖，第一次上鎖會(huì)成功，第二次上鎖會(huì)失敗

3.測(cè)試加鎖函數(shù)

int pthread_mutex_lock(&mutex):測(cè)試加鎖函數(shù)在鎖已經(jīng)被占據(jù)時(shí)返回EBUSY而不是掛起等待，當(dāng)然，如果鎖沒有被占領(lǐng)的話可以獲得鎖

為了清楚的看到兩個(gè)線程爭(zhēng)用資源的情況，我們使得其中一個(gè)函數(shù)使用測(cè)試加鎖函數(shù)進(jìn)行加鎖，而另外一個(gè)使用正常的加鎖函數(shù)進(jìn)行加鎖

#include <iostream>
#include<pthread.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<errno.h>
using namespace std;

int ticket_sum=20;
pthread_mutex_t mutex_x=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;//static init mutex

void *sell_ticket_1(void *arg)
{
    for(int i=0; i<20; i++)
    {
        pthread_mutex_lock(&mutex_x);
        if(ticket_sum>0)
        {
            sleep(1);
            cout<<"thread_1 sell the "<<20-ticket_sum+1<<"th ticket"<<endl;
            ticket_sum--;
        }
        sleep(1);
        pthread_mutex_unlock(&mutex_x);
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

void *sell_ticket_2(void *arg)
{
    int flag;
    for(int i=0; i<10; i++)
    {
        flag=pthread_mutex_trylock(&mutex_x);
        if(flag==EBUSY)
        {
            cout<<"sell_ticket_2:the variable is locked by sell_ticket_1"<<endl;
        }
        else if(flag==0)
        {
            if(ticket_sum>0)
            {
                sleep(1);
                cout<<"thread_2 sell the "<<20-ticket_sum+1<<"th tickets"<<endl;
                ticket_sum--;
            }
            pthread_mutex_unlock(&mutex_x);
        }
        sleep(1);
    }
    return 0;
}
int main()
{
    int flag;
    pthread_t tids[2];

    flag=pthread_create(&tids[0],NULL,&sell_ticket_1,NULL);
    if(flag)
    {
        cout<<"pthread create error ,flag="<<flag<<endl;
        return flag;
    }

    flag=pthread_create(&tids[1],NULL,&sell_ticket_2,NULL);
    if(flag)
    {
        cout<<"pthread create error ,flag="<<flag<<endl;

        return flag;
    }

    void *ans;
    sleep(30);
    flag=pthread_join(tids[0],&ans);
    if(flag)
    {
        cout<<"tid="<<tids[0]<<"join erro flag="<<flag<<endl;
        return flag;
    }
    else
    {
        cout<<"ans="<<ans<<endl;
    }

    flag=pthread_join(tids[1],&ans);
    if(flag)
    {
        cout<<"tid="<<tids[1]<<"join erro flag="<<flag<<endl;
        return flag;
    }
    else
    {
        cout<<"ans="<<ans<<endl;
    }

    return 0;
}

分析：通過測(cè)試加鎖函數(shù)我們可以清晰的看到兩個(gè)線程爭(zhēng)用資源的情況

二.條件變量

互斥量不是萬能的，比如某個(gè)線程正在等待共享數(shù)據(jù)內(nèi)某個(gè)條件出現(xiàn)，可可能需要重復(fù)對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象加鎖和解鎖（輪詢），但是這樣輪詢非常耗費(fèi)時(shí)間和資源，而且效率非常低，所以互斥鎖不太適合這種情況

我們需要這樣一種方法：當(dāng)線程在等待滿足某些條件時(shí)使線程進(jìn)入睡眠狀態(tài)，一旦條件滿足，就換線因等待滿足特定條件而睡眠的線程

如果我們能夠?qū)崿F(xiàn)這樣一種方法，程序的效率無疑會(huì)大大提高，而這種方法正是條件變量！

樣例：

#include <iostream>
#include<pthread.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<errno.h>
using namespace std;

pthread_cond_t qready=PTHREAD_COND_INITIALIZER;   //cond
pthread_mutex_t qlock=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;  //mutex

int x=10,y=20;

void *f1(void *arg)
{
  cout<<"f1 start"<<endl;
  pthread_mutex_lock(&qlock);
  while(x<y)
  {
    pthread_cond_wait(&qready,&qlock);
  }
  pthread_mutex_unlock(&qlock);
  sleep(3);
  cout<<"f1 end"<<endl;
  return 0;
}

void *f2(void *arg)
{
  cout<<"f2 start"<<endl;
  pthread_mutex_lock(&qlock);
  x=20;
  y=10;
  cout<<"has a change,x="<<x<<" y="<<y<<endl;
  pthread_mutex_unlock(&qlock);
  if(x>y)
  {
    pthread_cond_signal(&qready);
  }
  cout<<"f2 end"<<endl;
  return 0;
}

int main()
{
  pthread_t tids[2];
  int flag;

  flag=pthread_create(&tids[0],NULL,f1,NULL);
  if(flag)
  {
    cout<<"pthread 1 create error "<<endl;
    return flag;
  }

  sleep(2);

  flag=pthread_create(&tids[1],NULL,f2,NULL);
  if(flag)
  {
    cout<<"pthread 2 create erro "<<endl;
    return flag;
  }

  sleep(5);
  return 0;
}

分析：線程1不滿足條件被阻塞，然后線程2運(yùn)行，改變了條件，線程2發(fā)行條件改變了通知線程1運(yùn)行，然后線程2結(jié)束，然后線程1繼續(xù)運(yùn)行，然后線程1結(jié)束，為了確保線程1先執(zhí)行，在創(chuàng)建線程2之前我們sleep了2秒

ps：

1.條件變量通過運(yùn)行線程阻塞和等待另一個(gè)線程發(fā)送信號(hào)的方法彌補(bǔ)互斥鎖的不足，常常和互斥鎖一起使用，使用時(shí)，條件變量被用來阻塞一個(gè)線程，當(dāng)條件不滿足時(shí)，線程往往解開響應(yīng)的互斥鎖并等待條件發(fā)生變化，一旦其他的某個(gè)線程改變了條件變量，它將通知響應(yīng)的條件變量換線一個(gè)或多個(gè)正被此條件變量阻塞的線程，這些線程將重新鎖定互斥鎖并且重新測(cè)試條件是否滿足

1.條件變量的相關(guān)函數(shù)

1）創(chuàng)建

靜態(tài)方式：pthread_cond_t cond PTHREAD_COND_INITIALIZER

動(dòng)態(tài)方式：int pthread_cond_init(&cond,NULL)

Linux thread 實(shí)現(xiàn)的條件變量不支持屬性，所以NULL(cond_attr參數(shù)）

2）注銷

int pthread_cond_destory(&cond)

只有沒有線程在該條件變量上，該條件變量才能注銷，否則返回EBUSY

因?yàn)長(zhǎng)inux實(shí)現(xiàn)的條件變量沒有分配什么資源，所以注銷動(dòng)作只包括檢查是否有等待線程!(請(qǐng)參考條件變量的底層實(shí)現(xiàn)）

3）等待

條件等待：int pthread_cond_wait(&cond,&mutex)

計(jì)時(shí)等待：int pthread_cond_timewait(&cond,&mutex,time)

1.其中計(jì)時(shí)等待如果在給定時(shí)刻前條件沒有被滿足，則返回ETIMEOUT，結(jié)束等待

2.無論那種等待方式，都必須有一個(gè)互斥鎖配合，以防止多個(gè)線程同時(shí)請(qǐng)求pthread_cond_wait形成競(jìng)爭(zhēng)條件！

3.在調(diào)用pthread_cond_wait前必須由本線程加鎖

4）激發(fā)

激發(fā)一個(gè)等待線程：pthread_cond_signal(&cond)

激發(fā)所有等待線程：pthread_cond_broadcast(&cond)

重要的是，pthread_cond_signal不會(huì)存在驚群效應(yīng)，也就是是它最多給一個(gè)等待線程發(fā)信號(hào)，不會(huì)給所有線程發(fā)信號(hào)喚醒提他們，然后要求他們自己去爭(zhēng)搶資源！

pthread_cond_signal會(huì)根據(jù)等待線程的優(yōu)先級(jí)和等待時(shí)間來確定激發(fā)哪一個(gè)等待線程

下面看一個(gè)程序，找到程序存在的問題

#include <iostream>
#include<pthread.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<errno.h>
using namespace std;

pthread_cond_t taxi_cond=PTHREAD_COND_INITIALIZER; //taix arrive cond
pthread_mutex_t taxi_mutex=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;// sync mutex

void *traveler_arrive(void *name)
{
    cout<<"Traveler:"<<(char*)name<<" needs a taxi now!"<<endl;
    pthread_mutex_lock(&taxi_mutex);
    pthread_cond_wait(&taxi_cond,&taxi_mutex);
    pthread_mutex_unlock(&taxi_mutex);
    cout<<"Traveler:"<<(char*)name<<" now got a taxi!"<<endl;
    pthread_exit((void*)0);
}

void *taxi_arrive(void *name)
{
    cout<<"Taxi:"<<(char*)name<<" arriver."<<endl;
    pthread_cond_signal(&taxi_cond);
    pthread_exit((void*)0);
}

int main()
{
    pthread_t tids[3];
    int flag;

    flag=pthread_create(&tids[0],NULL,taxi_arrive,(void*)("Jack"));
    if(flag)
    {
        cout<<"pthread_create error:flag="<<flag<<endl;
        return flag;
    }
    cout<<"time passing by"<<endl;
    sleep(1);

    flag=pthread_create(&tids[1],NULL,traveler_arrive,(void*)("Susan"));
    if(flag)
    {
        cout<<"pthread_create error:flag="<<flag<<endl;
        return flag;
    }
    cout<<"time passing by"<<endl;
    sleep(1);

    flag=pthread_create(&tids[2],NULL,taxi_arrive,(void*)("Mike"));
    if(flag)
    {
        cout<<"pthread_create error:flag="<<flag<<endl;
        return flag;
    }
    cout<<"time passing by"<<endl;
    sleep(1);

    void *ans;
    for(int i=0; i<3; i++)
    {
        flag=pthread_join(tids[i],&ans);
        if(flag)
        {
            cout<<"pthread_join error:flag="<<flag<<endl;
            return flag;
        }
        cout<<"ans="<<ans<<endl;
    }
    return 0;
}

分析：程序由一個(gè)條件變量，用于提示乘客有出租車到達(dá)，還有一個(gè)同步鎖，乘客到達(dá)之后就是等車（條件變量），出租車到達(dá)之后就是通知乘客，我們看到乘客Susan到達(dá)之后，并沒有乘坐先到的Jack的車，而是等到Mike的車到了之后再乘坐Mike的車，Jack的車白白的閑置了，為什么會(huì)造成這種原因呢？分析一下代碼：我們發(fā)現(xiàn)Jack出租車到達(dá)之后調(diào)用pthread_cond_signal(&taxi_cond)發(fā)現(xiàn)沒有乘客，然后就直接結(jié)束線程了。。。。

正確的操作應(yīng)該是：先到的Jack發(fā)現(xiàn)沒有乘客，然后一直等待乘客，有乘客到了就直接走，而且我們應(yīng)該統(tǒng)計(jì)一下乘客的數(shù)量

做如下改進(jìn)：

1.增加乘客計(jì)數(shù)器，使得出租車在有乘客到達(dá)之后可以直接走，而不是又在原地等待別的乘客（僵死線程）

2.出租車到達(dá)函數(shù)加個(gè)while循環(huán)，沒有乘客的時(shí)候一直等待，直到乘客到來

#include <iostream>
#include<pthread.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<errno.h>
using namespace std;

pthread_cond_t taxi_cond=PTHREAD_COND_INITIALIZER; //taix arrive cond
pthread_mutex_t taxi_mutex=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;// sync mutex


void *traveler_arrive(void *name)
{
    cout<<"Traveler:"<<(char*)name<<" needs a taxi now!"<<endl;
    pthread_mutex_lock(&taxi_mutex);
 
    pthread_cond_wait(&taxi_cond,&taxi_mutex);
    pthread_mutex_unlock(&taxi_mutex);
    cout<<"Traveler:"<<(char*)name<<" now got a taxi!"<<endl;
    pthread_exit((void*)0);
}

void *taxi_arrive(void *name)
{
    cout<<"Taxi:"<<(char*)name<<" arriver."<<endl;
    
    pthread_exit((void*)0);
}

int main()
{
    pthread_t tids[3];
    int flag;

    flag=pthread_create(&tids[0],NULL,taxi_arrive,(void*)("Jack"));
    if(flag)
    {
        cout<<"pthread_create error:flag="<<flag<<endl;
        return flag;
    }
    cout<<"time passing by"<<endl;
    sleep(1);

    flag=pthread_create(&tids[1],NULL,traveler_arrive,(void*)("Susan"));
    if(flag)
    {
        cout<<"pthread_create error:flag="<<flag<<endl;
        return flag;
    }
    cout<<"time passing by"<<endl;
    sleep(1);

    flag=pthread_create(&tids[2],NULL,taxi_arrive,(void*)("Mike"));
    if(flag)
    {
        cout<<"pthread_create error:flag="<<flag<<endl;
        return flag;
    }
    cout<<"time passing by"<<endl;
    sleep(1);

    void *ans;
    for(int i=0; i<3; i++)
    {
        flag=pthread_join(tids[i],&ans);
        if(flag)
        {
            cout<<"pthread_join error:flag="<<flag<<endl;
            return flag;
        }
        cout<<"ans="<<ans<<endl;
    }
    return 0;
}

三.讀寫鎖

可以多個(gè)線程同時(shí)讀，但是不能多個(gè)線程同時(shí)寫

1.讀寫鎖比互斥鎖更加具有適用性和并行性

2.讀寫鎖最適用于對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的讀操作讀操作次數(shù)多余寫操作次數(shù)的場(chǎng)合！

3.鎖處于讀模式時(shí)可以線程共享，而鎖處于寫模式時(shí)只能獨(dú)占，所以讀寫鎖又叫做共享-獨(dú)占鎖

4.讀寫鎖有兩種策略：強(qiáng)讀同步和強(qiáng)寫同步

在強(qiáng)讀同步中，總是給讀者更高的優(yōu)先權(quán)，只要寫者沒有進(jìn)行寫操作，讀者就可以獲得訪問權(quán)限

在強(qiáng)寫同步中，總是給寫者更高的優(yōu)先權(quán)，讀者只能等到所有正在等待或者執(zhí)行的寫者完成后才能進(jìn)行讀

不同的系統(tǒng)采用不同的策略，比如航班訂票系統(tǒng)使用強(qiáng)寫同步，圖書館查閱系統(tǒng)采用強(qiáng)讀同步

根據(jù)不同的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，采用不同的策略

1）初始化的銷毀讀寫鎖

靜態(tài)初始化：pthread_rwlock_t rwlock=PTHREAD_RWLOCK_INITIALIZER

動(dòng)態(tài)初始化：int pthread_rwlock_init(rwlock，NULL)，NULL代表讀寫鎖采用默認(rèn)屬性

銷毀讀寫鎖：int pthread_rwlock_destory(rwlock)

在釋放某個(gè)讀寫鎖的資源之前，需要先通過pthread_rwlock_destory函數(shù)對(duì)讀寫鎖進(jìn)行清理。釋放由pthread_rwlock_init函數(shù)分配的資源

如果你想要讀寫鎖使用非默認(rèn)屬性，則attr不能為NULL，得給attr賦值

int pthread_rwlockattr_init(attr),給attr初始化

int pthread_rwlockattr_destory(attr)，銷毀attr

2）以寫的方式獲取鎖，以讀的方式獲取鎖，釋放讀寫鎖

int pthread_rwlock_rdlock(rwlock),以讀的方式獲取鎖

int pthread_rwlock_wrlock(rwlock)，以寫的方式獲取鎖

int pthread_rwlock_unlock(rwlock),釋放鎖

上面兩個(gè)獲取鎖的方式都是阻塞的函數(shù)，也就是說獲取不到鎖的話，調(diào)用線程不是立即返回，而是阻塞執(zhí)行，在需要進(jìn)行寫操作的時(shí)候，這種阻塞式獲取鎖的方式是非常不好的，你想一下，我需要進(jìn)行寫操作，不但沒有獲取到鎖，我還一直在這里等待，大大拖累效率

所以我們應(yīng)該采用非阻塞的方式獲取鎖：

int pthread_rwlock_tryrdlock(rwlock)

int pthread_rwlock_trywrlock(rwlock)

讀寫鎖的樣例：

#include <iostream>
#include<pthread.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<errno.h>
using namespace std;

int num=5;
pthread_rwlock_t rwlock;

void *reader(void *arg)
{
  pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);
  cout<<"reader "<<(long)arg<<" got the lock"<<endl;
  pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
  return 0;
}

void *writer(void *arg)
{
  pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);
  cout<<"writer "<<(long)arg<<" got the lock"<<endl;
  pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
  return 0;
}

int main()
{
  int flag;
  long n=1,m=1;
  pthread_t wid,rid;
  pthread_attr_t attr;

  flag=pthread_rwlock_init(&rwlock,NULL);
  if(flag)
  {
    cout<<"rwlock init error"<<endl;
    return flag;
  }

  pthread_attr_init(&attr);
  pthread_attr_setdetachstate(&attr,PTHREAD_CREATE_DETACHED);//thread sepatate

  for(int i=0;i<num;i++)
  {
    if(i%3)
    {
      pthread_create(&rid,&attr,reader,(void *)n);
      cout<<"create reader "<<n<<endl;
      n++;
    }else
    {
      pthread_create(&wid,&attr,writer,(void *)m);
      cout<<"create writer "<<m<<endl;
      m++;
    }
  }

  sleep(5);//wait other done
  return 0;
}

分析：3個(gè)讀線程，2個(gè)寫線程，讀線程比寫線程多

當(dāng)讀寫鎖是寫狀態(tài)時(shí)，在鎖被解鎖之前，所有試圖對(duì)這個(gè)鎖加鎖的線程都會(huì)被阻塞

當(dāng)讀寫鎖是讀狀態(tài)時(shí)，在鎖被解鎖之前，所有視圖以讀模式對(duì)它進(jìn)行加鎖的線程都可以得到訪問權(quán)，但是以寫模式對(duì)它進(jìn)行加鎖的線程會(huì)被阻塞

所以讀寫鎖默認(rèn)是強(qiáng)讀模式！

四.信號(hào)量

信號(hào)量（sem）和互斥鎖的區(qū)別：互斥鎖只允許一個(gè)線程進(jìn)入臨界區(qū)，而信號(hào)量允許多個(gè)線程進(jìn)入臨界區(qū)

1）信號(hào)量初始化

int sem_init(&sem,pshared,v)

pshared為0表示這個(gè)信號(hào)量是當(dāng)前進(jìn)程的局部信號(hào)量

pshared為1表示這個(gè)信號(hào)量可以在多個(gè)進(jìn)程之間共享

v為信號(hào)量的初始值

成功返回0，失敗返回-1

2）信號(hào)量值的加減

int sem_wait(&sem):以原子操作的方式將信號(hào)量的值減去1

int sem_post(&sem):以原子操作的方式將信號(hào)量的值加上1

3）對(duì)信號(hào)量進(jìn)行清理

int sem_destory(&sem)

通過信號(hào)量模擬2個(gè)窗口，10個(gè)客人進(jìn)行服務(wù)的過程

樣例：

#include <iostream>
#include<pthread.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<errno.h>
#include<semaphore.h>
using namespace std;


int num=10;
sem_t sem;

void *get_service(void *cid)
{
  int id=*((int*)cid);
  if(sem_wait(&sem)==0)
  {
     sleep(5);
     cout<<"customer "<<id<<" get the service"<<endl;
     cout<<"customer "<<id<<" done "<<endl;
     sem_post(&sem);
  }
  return 0;
}

int main()
{
  sem_init(&sem,0,2);
  pthread_t customer[num];
  int flag;

  for(int i=0;i<num;i++)
  {
    int id=i;
    flag=pthread_create(&customer[i],NULL,get_service,&id);
    if(flag)
    {
      cout<<"pthread create error"<<endl;
      return flag;
    }else
    {
      cout<<"customer "<<i<<" arrived "<<endl;
    }
    sleep(1);
  }

  //wait all thread done
  for(int j=0;j<num;j++)
  {
    pthread_join(customer[j],NULL);
  }
  sem_destroy(&sem);
  return 0;
}

分析：信號(hào)量的值代表空閑的服務(wù)窗口，每個(gè)窗口一次只能服務(wù)一個(gè)人，有空閑窗口，開始服務(wù)前，信號(hào)量-1，服務(wù)完成后信號(hào)量+1

總結(jié)完畢：Linux c++線程同步的四種方式：互斥鎖，條件變量，讀寫鎖，信號(hào)量

到此這篇關(guān)于超詳細(xì)講解Linux C++多線程同步的方式的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Linux C++多線程同步內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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