为什么须要相互排斥锁？
在多任务操作系统中，同一时候执行的多个任务可能都须要使用同一种资源。这个过程有点类似于，公司部门里。我在使用着打印机打印东西的同一时候（还没有打印完）。别人刚好也在此刻使用打印机打印东西，假设不做不论什么处理的话，打印出来的东西肯定是错乱的。
以下我们用程序模拟一下这个过程。线程一须要打印“ hello ”，线程二须要打印“ world ”，不加不论什么处理的话。打印出来的内容会错乱：
- #include <stdio.h>
- #include <pthread.h>
- #include <unistd.h>
- // 打印机
- void printer(char *str)
- {
- while(*str!='\0')
- {
- putchar(*str);
- fflush(stdout);
- str++;
- sleep(1);
- }
- printf("\n");
- }
- // 线程一
- void *thread_fun_1(void *arg)
- {
- char *str = "hello";
- printer(str); //打印
- }
- // 线程二
- void *thread_fun_2(void *arg)
- {
- char *str = "world";
- printer(str); //打印
- }
- int main(void)
- {
- pthread_t tid1, tid2;
- // 创建 2 个线程
- pthread_create(&tid1, NULL, thread_fun_1, NULL);
- pthread_create(&tid2, NULL, thread_fun_2, NULL);
- // 等待线程结束，回收其资源
- pthread_join(tid1, NULL);
- pthread_join(tid2, NULL);
- return 0;
- }
执行结果例如以下：
实际上，打印机是有做处理的，我在打印着的时候别人是不同意打印的。仅仅有等我打印结束后别人才同意打印。这个过程有点类似于，把打印机放在一个房间里，给这个房间安把锁，这个锁默认是打开的。当 A 须要打印时，他先过来检查这把锁有没有锁着。没有的话就进去，同一时候上锁在房间里打印。而在这时，刚好 B 也须要打印。B 相同先检查锁，发现锁是锁住的。他就在门外等着。而当 A 打印结束后，他会开锁出来，这时候 B 才进去上锁打印。
而在线程里也有这么一把锁——相互排斥锁（mutex），相互排斥锁是一种简单的加锁的方法来控制对共享资源的訪问，相互排斥锁仅仅有两种状态,即上锁( lock )和解锁( unlock )。
相互排斥锁的操作流程例如以下：
1）在訪问共享资源后临界区域前，对相互排斥锁进行加锁。
2）在訪问完毕后释放相互排斥锁导上的锁。
3）对相互排斥锁进行加锁后，不论什么其它试图再次对相互排斥锁加锁的线程将会被堵塞，直到锁被释放。
相互排斥锁的数据类型是： pthread_mutex_t。
相互排斥锁基本操作
下面函数须要的头文件：
#include <pthread.h>
1）初始化相互排斥锁
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, const pthread_mutexattr_t *attr);
功能：
初始化一个相互排斥锁。
參数：
mutex：相互排斥锁地址。类型是 pthread_mutex_t 。
attr：设置相互排斥量的属性，通常可採用默认属性。就可以将 attr 设为 NULL。
能够使用宏 PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER 静态初始化相互排斥锁。比方：
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
这样的方法等价于使用 NULL 指定的 attr 參数调用 pthread_mutex_init() 来完毕动态初始化，不同之处在于 PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER 宏不进行错误检查。
返回值：
成功：0。成功申请的锁默认是打开的。
失败：非 0 错误码
2）上锁
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
功能：
对相互排斥锁上锁。若相互排斥锁已经上锁，则调用者一直堵塞，直到相互排斥锁解锁后再上锁。
參数：
mutex：相互排斥锁地址。
返回值：
成功：0
失败：非 0 错误码
int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);
调用该函数时，若相互排斥锁未加锁，则上锁。返回 0；若相互排斥锁已加锁，则函数直接返回失败。即 EBUSY。
3）解锁
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t * mutex);
功能：
对指定的相互排斥锁解锁。
參数：
mutex：相互排斥锁地址。
返回值：
成功：0
失败：非 0 错误码
4）销毁相互排斥锁
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);
功能：
销毁指定的一个相互排斥锁。相互排斥锁在使用完成后，必需要对相互排斥锁进行销毁。以释放资源。
參数：
mutex：相互排斥锁地址。
返回值：
成功：0
失败：非 0 错误码
相互排斥锁应用实例
我们通过相互排斥锁完好上面的样例。演示样例代码例如以下：
- #include <stdio.h>
- #include <pthread.h>
- #include <unistd.h>
- pthread_mutex_t mutex; //相互排斥锁
- // 打印机
- void printer(char *str)
- {
- pthread_mutex_lock(&mutex); //上锁
- while(*str!='\0')
- {
- putchar(*str);
- fflush(stdout);
- str++;
- sleep(1);
- }
- printf("\n");
- pthread_mutex_unlock(&mutex); //解锁
- }
- // 线程一
- void *thread_fun_1(void *arg)
- {
- char *str = "hello";
- printer(str); //打印
- }
- // 线程二
- void *thread_fun_2(void *arg)
- {
- char *str = "world";
- printer(str); //打印
- }
- int main(void)
- {
- pthread_t tid1, tid2;
- pthread_mutex_init(&mutex, NULL); //初始化相互排斥锁
- // 创建 2 个线程
- pthread_create(&tid1, NULL, thread_fun_1, NULL);
- pthread_create(&tid2, NULL, thread_fun_2, NULL);
- // 等待线程结束。回收其资源
- pthread_join(tid1, NULL);
- pthread_join(tid2, NULL);
- pthread_mutex_destroy(&mutex); //销毁相互排斥锁
- return 0;
- }
执行结果例如以下：