在 Linux 系统中,pthread 库提供了用于线程同步的机制,主要包括互斥锁(mutex)、条件变量(condition variable)和屏障(barrier)等。下面简要介绍这些同步原语的实现原理和使用方法。
使用 pthread 互斥锁的基本步骤如下:
#include <pthread.h>
pthread_mutex_t lock;
// 初始化互斥锁
pthread_mutex_init(&lock, NULL);
// 加锁
pthread_mutex_lock(&lock);
// 临界区代码
// 解锁
pthread_mutex_unlock(&lock);
// 销毁互斥锁
pthread_mutex_destroy(&lock);
使用 pthread 条件变量的基本步骤如下:
#include <pthread.h>
pthread_mutex_t lock;
pthread_cond_t cond;
// 初始化互斥锁和条件变量
pthread_mutex_init(&lock, NULL);
pthread_cond_init(&cond, NULL);
// 线程等待条件变量
pthread_mutex_lock(&lock);
while (/* 条件不成立 */) {
pthread_cond_wait(&cond, &lock);
}
// 临界区代码
// 通知其他线程条件已成立
pthread_mutex_unlock(&lock);
pthread_cond_signal(&cond);
// 销毁互斥锁和条件变量
pthread_mutex_destroy(&lock);
pthread_cond_destroy(&cond);
使用 pthread 屏障的基本步骤如下:
#include <pthread.h>
pthread_mutex_t lock;
pthread_cond_t cond;
int barrier_count;
// 初始化互斥锁、条件变量和屏障
pthread_mutex_init(&lock, NULL);
pthread_cond_init(&cond, NULL);
barrier_count = 3; // 假设有3个线程需要到达屏障
// 线程等待屏障
pthread_mutex_lock(&lock);
while (barrier_count > 0) {
pthread_cond_wait(&cond, &lock);
barrier_count--;
}
// 临界区代码
// 通知其他线程可以继续执行
pthread_mutex_unlock(&lock);
pthread_cond_broadcast(&cond);
// 销毁互斥锁和条件变量
pthread_mutex_destroy(&lock);
pthread_cond_destroy(&cond);
这些是 Linux pthread 库中实现线程同步的主要方法。在实际应用中,可以根据需求选择合适的同步原语来保护共享资源和协调线程执行顺序。