Linux进程同步：互斥锁使用指南 - 问答

在Linux中，互斥锁（mutex）是一种用于实现进程间或线程间同步的机制，确保多个进程或线程不会同时访问共享资源。以下是互斥锁的使用指南：

1. 包含头文件

首先，你需要包含相关的头文件：

#include <pthread.h>

2. 定义互斥锁

定义一个互斥锁变量：

pthread_mutex_t mutex;

3. 初始化互斥锁

在使用互斥锁之前，必须对其进行初始化。可以使用pthread_mutex_init函数：

int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, const pthread_mutexattr_t *attr);

通常情况下，你可以使用默认属性：

pthread_mutex_init(&mutex, NULL);

4. 加锁和解锁

在使用共享资源之前，调用pthread_mutex_lock函数进行加锁：

int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);

使用完共享资源后，调用pthread_mutex_unlock函数进行解锁：

int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);

5. 销毁互斥锁

当不再需要互斥锁时，应该调用pthread_mutex_destroy函数进行销毁：

int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);

示例代码

以下是一个简单的示例，展示了如何使用互斥锁来保护共享资源：

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>

#define NUM_THREADS 5

int shared_resource = 0;
pthread_mutex_t mutex;

void* increment_resource(void* thread_id) {
    long tid = (long)thread_id;

    // 加锁
    pthread_mutex_lock(&mutex);

    // 访问共享资源
    shared_resource++;
    printf("Thread %ld: shared_resource = %d\n", tid, shared_resource);

    // 解锁
    pthread_mutex_unlock(&mutex);

    pthread_exit(NULL);
}

int main() {
    pthread_t threads[NUM_THREADS];
    int rc;
    long t;

    // 初始化互斥锁
    if (pthread_mutex_init(&mutex, NULL) != 0) {
        printf("Mutex initialization failed\n");
        return 1;
    }

    // 创建线程
    for (t = 0; t < NUM_THREADS; t++) {
        rc = pthread_create(&threads[t], NULL, increment_resource, (void*)t);
        if (rc) {
            printf("Error creating thread %ld\n", t);
            return 1;
        }
    }

    // 等待线程结束
    for (t = 0; t < NUM_THREADS; t++) {
        pthread_join(threads[t], NULL);
    }

    // 销毁互斥锁
    pthread_mutex_destroy(&mutex);

    printf("Final value of shared_resource: %d\n", shared_resource);

    return 0;
}

注意事项

死锁：确保在所有可能的执行路径上，加锁和解锁操作都是成对出现的，以避免死锁。
性能：互斥锁会引入一定的开销，因此应尽量减少锁的持有时间。
递归锁：如果一个线程需要多次获取同一个互斥锁，可以使用递归锁（pthread_mutexattr_settype设置属性为PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE）。

通过遵循这些指南，你可以有效地使用互斥锁来保护共享资源，确保多线程程序的正确性和可靠性。

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