Linux C 多线程编程学习（三）

About Mutex

mutex是一个互斥锁对象，互斥锁是为了防止多线程同时修改某一公共资源，我在下面的程序里把它“锁”在了一个叫buffer[10]的缓冲区上，模型是2个Reader和2个Writer，Reader要等到叫buffer的书架上有书的时候才可以read，而Writer也必须在书架没有放满的情况下才可以把新写的书放到书架上。我的程序里书架的大小是1，当然也可以设置书架的大小，不过实现过程大同小异。就不多说了。来看程序：

      1 #include <stdio.h>
      2 #include <pthread.h>
      3
      4 void reader_function(void);
      5 void writer_function(void);
      6
      7 char buffer[10]={0};
      8 int buffer_has_item=0;
      9 pthread_mutex_t mutex;
     10
     11 int main(void)
     12 {
     13 pthread_t reader;
     14
     15 /* 用默认属性初始化一个互斥锁对象*/
     16 pthread_mutex_init (&mutex,NULL);
     17 pthread_create(&reader,NULL, (void *)reader_function, NULL);
     18 writer_function();
     19 }
     20
     21 void writer_function(void)
     22 {
     23 int i,ti;
     24
     25 for(i=1;i<3;)
     26 {
     27 ti=i;
     28 /* 锁定互斥锁*/
     29 pthread_mutex_lock(&mutex);
     30 printf("Writer %d Locked Buffer.\r\n",i);
     31 if (buffer_has_item==0)
     32 {
     33 buffer_has_item=1;
     34 strcpy(buffer,"Full");
     35 printf("++Writer %d fill the buffer with context \"%s\".\r\n",i,buffer);
     36 i++;
     37 }
     38 /* 打开互斥锁*/
     39 printf("Writer %d Unlocked Buffer.\r\n\n\n",ti);
     40 pthread_mutex_unlock(&mutex);
     41 sleep(1);
     42 }
     43
     44 }
     45
     46 void reader_function(void)
     47 {
     48 int i,ti;
     49 for(i=1;i<3;)
     50 {
     51 ti=i;
     52 pthread_mutex_lock(&mutex);
     53 printf("Reader %d Locked Buffer.\r\n",i);
     54 if(buffer_has_item==1)
     55 {
     56 buffer_has_item=0;
     57 strcpy(buffer,"Empty");
     58 printf("--Reader %d clean the buffer with context \"%s\".\r\n",i,buffer);
     59 i++;
     60 }
     61 printf("Reader %d Unlocked Buffer.\r\n\n\n",ti);
     62 pthread_mutex_unlock(&mutex);
     63 sleep(1);
     64 }
     65
     66 }
     67

编译：gcc -o mutex -lpthread -g mutex.c
运行：./mutex
结果：
Reader 1 Locked Buffer.
Reader 1 Unlocked Buffer.

Writer 1 Locked Buffer.
++Writer 1 fill the buffer with context "Full".
Writer 1 Unlocked Buffer.

Writer 2 Locked Buffer.
Writer 2 Unlocked Buffer.

Reader 1 Locked Buffer.
--Reader 1 clean the buffer with context "Empty".
Reader 1 Unlocked Buffer.

Writer 2 Locked Buffer.
++Writer 2 fill the buffer with context "Full".
Writer 2 Unlocked Buffer.

Reader 2 Locked Buffer.
--Reader 2 clean the buffer with context "Empty".
Reader 2 Unlocked Buffer.

注意，这次用到的sleep()不再是为了让结果好看，而是为了防止一个线程始终占用资源，很多网上的教程使用的是pthread_delay_np(&delay);这个语句，不过这个似乎只能在solaris系统上用，linux还是用sleep()和usleep()好了，有高人说可能会使该线程所在的进程都sleep，我使用下来似乎没有发现。而且似乎linux下本来就是一个进程里只有一个线程，忘记哪个手册上说的，也许是以前的版本，不追究了，能用就行。

还有就是在reader()和writer()里，我用了很奇怪的 i 和 ti 两个变量来对reader和writer编号，主要目的是为了保证每个Reader和Writer都能完成自己的使命，如果按照常规写法，使用for(i=1;i<3;i++)这样控制循环会使有的Reader或者Writer不能取到或者放上书。似乎说得自己都迷糊了，举例说，Reader1去取书，恰巧这时候书架上是空的，为了保证Reader1能取到书，我就让Reader们排队，直到Reader1取到以后才轮到Reader2，对于Writer们也实行排队.