目录
线程的同步方式
信号量
互斥锁
读写锁
条件变量
关于同步方式常见的问题
为什么有了互斥锁还要用信号量
互斥锁和读写锁的区别
线程的同步方式
信号量
信号量:一般情况下,如果只取0和1,将称之为二值信号量(代表可用或不可用)。如果信号量的值大于1,则称之为技术信号量(代表允许访问的资源数目,访问一个就减少一个(P操作),访问完成之后再加一(V操作),如同商场的试衣间一样)
我们这里使用的就是二值信号量
代码实现:
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
#include<pthread.h>
#include<semaphore.h>
sem_t sem;
int val=1;
void* fun(void *arg)
{
int i=0;
for(;i<1000;++i)
{
sem_wait(&sem);
printf("index=%d\n",val++);
sem_post(&sem);
}
}
int main()
{
pthread_t id[5];
sem_init(&sem,0,1);
int i=0;
for(;i<5;++i)
{
pthread_create(&id[i],NULL,fun,NULL);
}
for(i=0;i<5;++i)
{
pthread_join(id[i],NULL);
}
sem_destroy(&sem);
exit(0);
}
互斥锁
互斥锁就是在多线程中,当其中某一线程需要对关键代码访问时,需要先获得一个锁,等访问完代码之后再释放这个锁,防止同一时间其它线程访问这段代码。
代码实现:
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
#include<pthread.h>
pthread_mutex_t mutex;
int val=1;
void* fun(void* arg)
{
for(int i=0;i<1000;++i)
{
pthread_mutex_lock(&mutex);
printf("index=%d\n",val++);
pthread_mutex_unlock(&mutex);
}
}
int main()
{
pthread_t id[5];
pthread_mutex_init(&mutex,NULL);
int i=0;
for(;i<5;++i)
{
pthread_create(&id[i],NULL,fun,NULL);
}
for(i=0;i<5;++i)
{
pthread_join(id[i],NULL);
}
pthread_mutex_destroy(&mutex);
exit(0);
}
读写锁
这里fun1和fun2是读,fun3是写,多个线程都读时,不需要加锁
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
#include<pthread.h>
pthread_rwlock_t rwlock;
void* fun1(void* arg)
{
while(1)
{
pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);
printf("fun1 read...start\n");
sleep(1);
printf("fun1 read..end\n");
pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
int n=rand()%3;
sleep(n);
}
}
void* fun2(void* arg)
{
while(1)
{
pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);
printf("fun2 read...start\n");
sleep(1);
printf("fun1 read..end\n");
pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
int n=rand()%3;
sleep(n);
}
}
void* fun3(void*arg)
{
int i=0;
while(i<5)
{
pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);
printf("fun3 write start\n");
sleep(1);
printf("fun3 write end\n");
pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
int n=rand()%3;
sleep(n);
++i;
}
}
int main()
{
pthread_rwlock_init(&rwlock,NULL);
pthread_t id1,id2,id3;
pthread_create(&id1,NULL,fun1,NULL);
pthread_create(&id2,NULL,fun2,NULL);
pthread_create(&id3,NULL,fun3,NULL);
pthread_join(id1,NULL);
pthread_join(id2,NULL);
pthread_join(id3,NULL);
pthread_rwlock_destroy(&rwlock);
}
条件变量
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
#include<pthread.h>
pthread_mutex_t mutex;
pthread_cond_t cond;
void* fun1(void* arg)
{
char *s=(char*)arg;
if(s==NULL)
{
pthread_exit(NULL);
}
while(1)
{
pthread_mutex_lock(&mutex);
pthread_cond_wait(&cond,&mutex);
pthread_mutex_unlock(&mutex);
if(strncmp(s,"end",3)==0)
{
break;
}
printf("fun1 read:%s\n",s);
}
}
void* fun2(void*arg)
{
char *s=(char*)arg;
if(s==NULL)
{
pthread_exit(NULL);
}
while(1)
{
pthread_mutex_lock(&mutex);
pthread_cond_wait(&cond,&mutex);
pthread_mutex_unlock(&mutex);
if(strncmp(s,"end",3)==0)
{
break;
}
printf("fun2 read:%s\n",s);
}
}
int main()
{
pthread_mutex_init(&mutex,NULL);
pthread_cond_init(&cond,NULL);
char buff[128]={0};
pthread_t id1,id2;
pthread_create(&id1,NULL,fun1,buff);
pthread_create(&id2,NULL,fun2,buff);
while(1)
{
fgets(buff,128,stdin);
if(strncmp(buff,"end",3)==0)
{
pthread_mutex_lock(&mutex);
pthread_cond_broadcast(&cond);
pthread_mutex_unlock(&mutex);
break;
}
else
{
pthread_mutex_lock(&mutex);
pthread_cond_signal(&cond);
pthread_mutex_unlock(&mutex);
}
}
pthread_join(id1,NULL);
pthread_join(id2,NULL);
exit(0);
}
对条件变量不懂的,可以看看这篇文章:
https://blog.csdn.net/qq_39736982/article/details/82380689
关于同步方式常见的问题
为什么有了互斥锁还要用信号量
互斥锁只能用于互斥性场景,当信号量只有一个,即只取0和1时,二者可以互换,其他情况下只能用信号量
互斥锁和读写锁的区别
假设有p1,p2,p3三个线程,如果使用互斥锁,则必须等待上一个线程操作完,才能进行下一个线程的操作;如果使用读写锁,就可以选择加读锁或者写锁,当加读锁时,可以让读操作的线程同时进行读取,当加写锁时,则和互斥锁一致。
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