Linux——线程同步和线程安全

Linux——线程同步和线程安全

1、线程同步

同步：多进程或者多线程访问临界资源时，必须进行同步控制。多进程或者多线程的

执行并不完全是绝对的并行运行，有可能主线程需要等待函数线程的某些条件的发生。

多线程之间有几个特殊的临界资源：

全局数据、堆区数据、文件描述符多线程之间共用。

线程间同步控制方式：

1.1信号量#include<semaphore.h>

获取：int sem_init(sem_t *sem, int shared , int value);

sem:是一个sem_t类型指针，指向信号量对象。

shared:是否能在多进程间共享，Linux不支持, 0

value:信号量的初始值

返回值：0成功-1失败

P操作：intsem_wait(sem_t *sem); //阻塞运行

V操作：intsem_post(sem_t *sem);

删除：int sem_destroy(sem_t *sem);

练习：

主线程循环获取用户输入，函数线程统计用户输入的字符个数。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
#include <pthread.h>
#include <stdbool.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <semaphore.h>

char buff[128] = {0};
sem_t sem;

void *pthread_fun(void *arg)
{
	sem_wait(&sem);
	while(1)
	{
		sem_wait(&sem);
		if(strncmp(buff,"end",3) == 0)
		{
			break;
		}
		printf("buff length: %d\n",strlen(buff) - 1);
	}
}


void main()
{
	pthread_t id;
	sem_init(&sem,0,0);
	int res = pthread_create(&id, NULL, pthread_fun, NULL);
	assert(res == 0);

	while(1)
	{
		printf("[please input] ");
		fflush(stdout);
		fgets(buff,128,stdin);
		sem_post(&sem);
		if(strncmp(buff,"end",3) == 0)
		{
			break;
		}

	}
	pthread_join(id,NULL);
}

运行结果：

1.2互斥锁

概念：完全控制临界资源，如果一个线程完成加锁操作，则其他线程无论如何

都无法再完成加锁，也就无法对临界资源进行访问。

初始化：

int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex,pthread_mutex_attr_t *attr);

加锁：

int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex); //阻塞运行

int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t*mutex); //非阻塞版本

解锁：

int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);

释放：

int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);

1.3条件变量

2、线程安全--->可重入函数

有些库函数会使用线程间共享的数据，如果没有同步控制，线程操作就是不安全的，

所以，我们使用这样一些函数时，就必须使用其安全的版本---》可重入函数

3、线程中fork的使用，锁的变化

在线程中调用fork函数，子进程只会启用调用fork函数的那条线程，其他线程不

会启用。

子进程会继承其父进程的锁以及锁的状态，但是父子进程用的不是同一把锁，父进

程解锁并不会影响到子进程的锁，所以子进程有可能死锁！！！

pthread_atfork(void (*prepare)(void), void(*parent)(void ), void (*child)(void));

指定在fork调用之后，创建子进程之前，调用prepare函数，获取所有的锁，

然后创建子进程，子进程创建以后，父进程环境中调用parent解所有的锁，子进

程环境中调用child解所有的锁，然后fork函数再返回。这样保证了fork之后，子进程

拿到的锁都是解锁状态，避免死锁。

扩展：

同一个线程中，对于用一把锁，加锁和解锁之间需要一定时间。信号量需不需要？？？

读写锁、自旋锁......的作用以及用法

未完。。。