posix多线程编程,posix线程库
多线程程序中同步访问的另一种方法是互斥，它允许程序锁定一个对象，以便只有一个线程可以访问它。为了控制对临界区代码的访问，在我们进入这段代码之前锁定一个互斥体，当我们完成操作时解锁它。
使用互斥所需的基本函数类似于信号量所需的函数，它们的声明如下：
#include pthread.h
int pthread _ mutex _ init(pthread _ mutex _ t * mutex，const pthread_mutexattr_t
* mutexattr)；
int pthread _ mutex _ lock(pthread _ mutex _ t * mutex)；
int pthread _ mutex _ unlock(pthread _ mutex _ t * mutex)；
int pthread _ mutex _ destroy(pthread _ mutex _ t * mutex)；
像往常一样，成功时返回0，失败时返回错误代码，但errno未设置；我们必须使用返回代码。
类似于信号量，这些函数以一个指向之前声明的对象的指针作为参数，互斥的方法是pthread _ mutex _ t，额外的属性参数pthread_mutexattr_t允许我们为互斥提供属性，可以控制它的行为。该属性默认为“快速”。这有一个小缺点。如果我们的程序试图在一个已经锁定的互斥体上调用pthread_mutex_lock，程序将会阻塞。因为拥有锁的线程现在被阻塞了，互斥体将不会被解锁，程序将进入死锁状态。您可以修改互斥体的属性，这样他就可以检测到这种情况并返回一个错误，或者循环并允许在同一个线程上有多个锁。
设置互斥属性超出了本书的范围，所以我们将为属性指针传递NULL并使用默认行为。我们可以阅读pthread_mutex_init手册页来了解修改属性的内容。
实验线程互斥
同样，下面的程序是我们的原始程序thread1.c的修改版本，但是做了很多修改。这一次，我们有些偏执地访问我们的关键变量，并使用一个互斥体来确保一次只有一个线程访问它们。为了使代码更容易阅读，我们忽略了对互斥锁和解锁操作返回值的错误检测。在生产代码中，我们应该检查这些返回值。这是一个新程序，thread4.c:
#包含stdio.h
#包含stdlib.h
#包括unistd.h
#包含字符串. h
#include pthread.h
#包含信号量. h
void * thread _ function(void * arg)；
pthread _ mutex _ t work _ mutex
#定义工作大小1024
char WORK _ area[WORK _ SIZE]；
int time _ to _ exit=0；
int main()
{
int res
pthread _ t a _ thread
void * thread _ result
RES=pthread _ mutex _ init(work _ mutex，NULL)；
if(res！=0)
{
perror(互斥初始化失败)；
退出(EXIT _ FAILURE)；
}
res=pthread_create( a_thread，NULL，thread_function，NULL)；
if(res！=0)
{
perror(“线程创建失败”)；
退出(EXIT _ FAILURE)；
}
pthread _ mutex _ lock(work _ mutex)；
printf(输入一些文字，输入 end 结束/n )；
而(！离开的时间)
{
fgets(work_area，WORK_SIZE，stdin)；
pthread _ mutex _ unlock(work _ mutex)；
while(1)
{
pthread _ mutex _ lock(work _ mutex)；
if(work_area[0]！=/0)
{
pthread _ mutex _ unlock(work _ mutex)；
睡眠(1)；
}
其他
{
打破；
}
}
}
pthread _ mutex _ unlock(work _ mutex)；
printf(/n等待线程完成./n’)；
res=pthread_join(a_thread，thread _ result)；
if(res！=0)
{
perror(“线程加入失败”)；
退出(EXIT _ FAILURE)；
}
printf(螺纹连接/n )；
pthread _ mutex _ destroy(work _ mutex)；
退出(EXIT _ SUCCESS)；
}
void *thread_function
{
睡眠(1)；
pthread _ mutex _ lock(work _ mutex)；
while(strncmp(end ，work_area，3)！=0)
{
printf(您输入了%d个字符/n ，strlen(work _ area)-1)；
work _ area[0]=/0 ；
pthread _ mutex _ unlock(work _ mutex)；
睡眠(1)；
pthread _ mutex _ lock(work _ mutex)；
while(work_area[0]==/0 )
{
pthread _ mutex _ unlock(work _ mutex)；
睡眠(1)；
pthread _ mutex _ lock(work _ mutex)；
}
}
时间到退出=1；
work _ area[0]=/0 ；
pthread _ mutex _ unlock(work _ mutex)；
pthread _ exit(0)；
}
$ cc-D _ REENTRANT-I/usr/include/nptl thread 4 . co thread 4-L/usr/lib/nptl-
线程库
$ ./线程4
输入一些文本。输入“结束”结束
一点点
你输入4个字符
拥挤的道路
你输入13个字符
目标
正在等待线程完成.
螺纹连接
我们开始声明一个互斥体，我们的工作空间，这一次，我们声明了一个额外的变量：time_to_exit。
pthread _ mutex _ t work _ mutex/*保护工作区和退出时间*/
#定义工作大小1024
char WORK _ area[WORK _ SIZE]；
int time _ to _ exit=0；
然后我们初始化互斥体。
RES=pthread _ mutex _ init(work _ mutex，NULL)；
if (res！=0) {
perror("互斥初始化失败")；
退出(EXIT _ FAILURE)；
}
接下来，我们开始我们的新线程。下面是在线程函数中执行的代码：
pthread _ mutex _ lock(work _ mutex)；
while(strncmp("end "，work_area，3)！=0) {
printf("你输入了%d个字符/n "，strlen(work _ area)-1)；
work _ area[0]=/0 ；
pthread _ mutex _ unlock(work _ mutex)；
睡眠(1)；
pthread _ mutex _ lock(work _ mutex)；
while (work_area[0]==/0 ) {
pthread _ mutex _ unlock(work _ mutex)；
睡眠(1)；
pthread _ mutex _ lock(work _ mutex)；
}
}
时间到退出=1；
work _ area[0]=/0 ；
pthread _ mutex _ unlock(work _ mutex)；
首先，新线程试图锁定这个互斥体。如果它已经被锁定，调用将被阻塞，直到互斥体被释放。一旦我们访问，我们检查是否我们被要求退出。如果要求我们退出，我们只需设置退出时间，清除工作区中的第一个字符，然后退出。
如果我们不想退出，我们计算字符数，然后清空第一个字符。我们使用清除第一个字符的方法来通知读者我们已经完成了计算。然后我们解锁互斥体，等待主线程运行。我们将循环尝试锁定这个互斥体，当我们成功时，我们将检查主线程是否指定了更多的工作给我们去做。如果没有，我们解锁互斥体并等待更长的时间。如果是这样，我们计算字符数并再次进入循环。
这里是主线：
pthread _ mutex _ lock(work _ mutex)；
printf("输入一些文本。输入 end 结束/n ")；
而(！时间到退出){
fgets(work_area，WORK_SIZE，stdin)；
pthread _ mutex _ unlock(work _ mutex)；
while(1) {
pthread _ mutex _ lock(work _ mutex)；
if (work_area[0]！=/0) {
pthread _ mutex _ unlock(work _ mutex)；
睡眠(1)；
}
否则{
打破；
}
}
}
pthread _ mutex _ unlock(work _ mutex)；
这类似于上面提到的线程。我们锁定工作区，以便我们可以将文本读入其中，然后解锁它以允许其他线程访问它来计算字数。循环往复，我们重新锁定互斥体，检查是否已经计算出字数，如果需要等待更长时间，我们就会释放这个锁。正如我们前面提到的，这不是一个好的编程习惯，在现实世界中，我们可以使用信号量来避免这种情况。但是，这里的代码仅用作示例。
