前言

??在 Posix Thread 中定义了一套专门用于线程互斥的 mutex 函数。mutex 是一种简单的加锁方法，用来控制对共享资源的存取，这个互斥锁只有两种状态（上锁和解锁），可以把互斥锁看作某种意义上的全局变量。为什么需要加锁，就是因为多个线程共用进程的资源，要访问的是公共区间时（全局变量），当一个线程访问时，需要加上锁以防止另外的线程对它进行访问，以实现资源的独占。在一个时刻只能有一个线程掌握某个互斥锁，拥有上锁状态的线程才能够对共享资源进行操作。若其他线程希望上锁一个已经上锁了的互斥锁，则该线程就会挂起，直到上锁的线程释放掉互斥锁为止。
??互斥锁有三种类型：快速锁、嵌套锁（递归锁）、检错锁。
??互斥锁有两种创建（初始化）方法：静态方式（使用宏）和动态方式（用函数创建）。
??互斥锁有五个函数：创建（初始化）锁、加锁、解锁、测试加锁、销毁锁。
??互斥锁在创建（初始化）的时候必须指定类型，如果用函数创建锁，则由函数的第 2 个参数指定锁的类型。

一、创建和销毁锁

??有两种方法创建互斥锁：静态方式和动态方式。

静态方式
POSIX 定义了一个宏 PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER 来静态初始化互斥锁，方法如下：

	pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

??在 Linux Threads 实现中，pthread_mutex_t 是一个结构，而 PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER 则是一个宏常量。

动态方式
动态方式采用 pthread_mutex_init 函数来初始化互斥锁，API 定义如下：

	#include <pthread.h>
	int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, const pthread_mutexattr_t *mutexattr);

??其中 mutexattr 用于指定互斥锁属性，如果为 NULL 则使用默认属性，通常为 NULL 。
??pthread_mutex_destroy 函数用于注销一个互斥锁，API 定义如下：

	int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);

??销毁一个互斥锁意味着释放它所占用的资源，且要求锁当前处于开放状态。由于在 Linux 中，互斥锁并不占用任何资源，因此 Linux Threads 中的 pthread_mutex_destroy 函数除了检查锁状态以外（锁定状态则返回 EBUSY）没有其他动作。

二、互斥锁属性

??互斥锁属性结构体的定义为：

	typedef struct
	{
		int __mutexkind;
	}pthread_mutexattr_t;

??互斥锁的属性在创建锁的时候指定，在 Linux Threads 实现中仅有一个锁类型属性 _mutexkind，不同的锁类型在试图对一个已经被锁定的互斥锁加锁时表现不同，也就是是否阻塞等待，有 3 个值可供选择。
?（1）PTHREAD_MUTEX_TIMED_NP，这是默认值（直接写 NULL 就是表示这个默认值），也就是普通锁（或快速锁）。当一个线程加锁以后，其余请求锁的线程将形成一个阻塞等待队列，并在解锁后按优先级获得锁，这种锁策略保证了资源分配的公平性。
??示例：初始化一个快速锁

	pthread_mutex_t lock;
	pthread_mutex_init(&lock, NULL);

?（2）PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE_NP，嵌套锁（递归锁）。允许同一个线程对同一个锁成功获得多次，并通过多次 unlock 解锁。如果是不同线程请求，则在加锁线程解锁时重新竞争。
??示例：初始化一个嵌套锁

	pthread_mutex_t lock;
	pthread_mutexattr_t mutexattr;
	mutexattr.__mutexkind=PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE_NP;
	pthread_mutex_init(&lock, &mutexattr);

?（3）PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK_NP，检错锁。如果同一个线程请求同一个锁，则返回 EDEADLK ，否则与 PTHREAD_MUTEX_TIMED_NP 类型动作相同，这样就保证了当不允许多次加锁时不会出现最简单情况下的死锁。
??初始化一个检错锁

	pthread_mutex_t lock;
	pthread_mutexattr_t mutexattr;
	mutexattr.__mutexkind=PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK_NP;
	pthread_mutex_init(&lock, &mutexattr);

??与上面的锁类型相对应，有 3 种类型的静态锁：
??快速静态锁：pthread_mutex_t fastmutex=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
??递归锁：pthread_mutex_t recmutex=PTHREAD_RECURSIVE_MUTEX_INITIALIZER_NP;
??检错锁：pthread_mutex_t errchkmutex=PTHREAD_ERRORCHECK_MUTEX_INITIALIZER_NP; 。

三、锁操作

??锁操作主要包括：

	int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);		//加锁
	int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);	//解锁
	int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);	//测试加锁

pthread_mutex_lock：加锁，不论哪种类型的锁，都不可能被两个不同的线程同时得到，而必须等待解锁。对于普通锁，解锁者可以是同进程内的任何线程；而检错锁和嵌套锁则必须由加锁者解锁才有效，否则返回 EPERM ；在同一进程中的线程，如果加锁后没有解锁，则任何其他线程都无法再获得锁。
pthread_mutex_unlock：根据不同的锁类型，可实现不同的行为。
对于快速锁，pthread_mutex_unlock 解除锁定；
对于递归锁，pthread_mutex_unlock 使锁上的引用计数减 1；
对于检错锁，如果锁是本线程锁定的，则解除锁定，否则什么也不做。
pthread_mutex_trylock：语义与 pthread_mutex_lock 类似，如果互斥锁未被上锁则对其上锁，但不同的是，在锁已经被占据时返回 EBUSY 而不是挂起等待。

四、加锁注意事项

??如果线程在加锁后解锁前被取消，锁将永远保持锁定状态，因此如果在关键区段内有取消点存在，则必须在退出回调函数 pthread_cleanup_push / pthread_cleanup_pop 中解锁。同时不应该在信号处理函数中使用互斥锁，否则容易造成死锁。

五、加锁步骤

??线程互斥 mutex 的加锁步骤如下：
??① 定义一个全局变量的 pthread_mutex_t lock ，或者用：

	pthread_mutex_t lock=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;	//则 main 函数中不用 init

??② 在 main 中调用 pthread_mutex_init 函数进行初始化，初始化一个互斥锁之后，其处于被解锁的状态，可以被上锁。
??③ 在子线程函数中调用 pthread_mutex_lock 加锁。
??④ 在子线程函数中调用 pthread_mutex_unlock 解锁。
??⑤ 最后在 main 中调用 pthread_mutex_destroy 函数进行销毁。