thread - pthread (POSIX Threads) linux 實作 基礎互斥鎖（Mutex）

在之前的blog (thread & process)中有稍微提到thread一些要注意的事項，而Mutex 就是可以有效的解決thread 同步的問題。
簡單來說 thread 最常遇到的問題就是共用資源分配的問題，當你設計multi-threads時有特別是利用到global variable (全域變數時)，要特別注意同步及資源的問題(Race Condition、Critical Section)，否則很容易對你自己create 的 thread 無法掌握，造成 random issues。

Mutex 常用 API

pthread_mutex_init() 初始化互斥鎖

pthread_mutex_destroy() 刪除互斥鎖

pthread_mutex_lock()：占有互斥鎖（阻塞操作）
pthread_mutex_trylock()：試圖占有互斥鎖（不阻塞操作）。即，當互斥鎖空閒時，將占有該鎖；否則，立即返回。
具體說一下trylock函數, 這個函數是非阻塞呼叫模式, 也就是說, 如果互斥量沒被鎖住, trylock函數將把互斥量加鎖, 並獲得對共享資源的訪問權限; 如果互斥量被鎖住了, trylock函數將不會阻塞等待而直接返回EBUSY, 表示共享資源處於忙狀態。

pthread_mutex_unlock(): 釋放互斥鎖

由 example-1 可以觀察到 mutex API 簡單的範例，創建兩個threads對sum從1加到100。前面第一個線程從1－49，后面從50－100。主線程讀取最后的加值。為了防止資源競爭，用了pthread_mutex_t 鎖操作。
example-1中主程式中有一段 sleep(1)，可以觀察到若沒有加入讓他主程式delay 一會，得到的結果不會是預想的結果從1累加到100，這也是設計thread時必須考慮到的。


Example-1

#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<pthread.h>
typedef struct ct_sum
{   int sum;
    pthread_mutex_t lock;
}ct_sum;
void * add1(void * cnt)
{    
    printf("pthread add1 !!\n");
    pthread_mutex_lock(&(((ct_sum*)cnt)->lock));
printf("pthread add1 get key!!\n");
    int i;
        for( i=0;i<50;i++){
            (*(ct_sum*)cnt).sum+=i;
}
    pthread_mutex_unlock(&(((ct_sum*)cnt)->lock));
    pthread_exit(NULL);
    return 0;
}
void * add2(void *cnt)
{
printf("pthread add2 !!\n");    
    int i;
    cnt= (ct_sum*)cnt;
    pthread_mutex_lock(&(((ct_sum*)cnt)->lock));
printf("pthread add2 get key!!\n");
    for( i=50;i<101;i++)
    {  
(*(ct_sum*)cnt).sum+=i;      
    }
    pthread_mutex_unlock(&(((ct_sum*)cnt)->lock));
    pthread_exit(NULL);
    return 0;
}
int main(void)
{   int i;
    pthread_t ptid1,ptid2;
    int sum=0;
    ct_sum cnt;
    pthread_mutex_init(&(cnt.lock),NULL);
    cnt.sum=0;
    pthread_create(&ptid1,NULL,add1,&cnt);
    pthread_create(&ptid2,NULL,add2,&cnt);
    //sleep(1);
    pthread_mutex_lock(&(cnt.lock));
printf("main proccess get key!!\n");
    printf("sum %d\n", cnt.sum);
    pthread_mutex_unlock(&(cnt.lock));
    pthread_join(ptid1,NULL);
printf("join ptid1\n");
    pthread_join(ptid2,NULL);
printf("join ptid2\n");
    pthread_mutex_destroy(&(cnt.lock));
    return 0;
}

reference:wiki_pthread、h's 手扎_pthread、 立你斯學習紀錄-pthread mutex