互斥锁与相关函数

互斥锁（Mutex，Mutual Exclusion）是一种用于多线程编程的同步机制，用于保护共享资源，防止多个线程同时访问导致数据竞争（Race Condition）。

初始化互斥锁

1 2	#include <pthread.h> int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t mutex, const pthread_mutexattr_t attr);

mutex：指向互斥锁的指针。

attr：互斥锁的属性，通常设置为 NULL（使用默认属性）。

返回值：成功返回 0，失败返回错误码。

销毁互斥锁

销毁互斥锁，释放相关资源。

1 2	#include <pthread.h> int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);

加锁

对互斥锁加锁。如果锁已被其他线程持有，则当前线程会阻塞，直到锁被释放。

1	int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);

mutex：指向互斥锁的指针。

返回值：成功返回 0，失败返回错误码。

尝试加锁

尝试对互斥锁加锁。如果锁已被其他线程持有，则立即返回错误，不会阻塞。

1	int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);

mutex：指向互斥锁的指针。

返回值：成功返回 0，失败返回错误码。

解锁

对互斥锁解锁。

1	int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);

mutex：指向互斥锁的指针。

返回值：成功返回 0，失败返回错误码。

使用示例

/*
    互斥量的类型 pthread_mutex_t
    int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex, const pthread_mutexattr_t *restrict attr);
        - 初始化互斥量
        - 参数 ：
            - mutex ： 需要初始化的互斥量变量
            - attr ： 互斥量相关的属性，NULL
        - restrict : C语言的修饰符，被修饰的指针，不能由另外的一个指针进行操作。
            pthread_mutex_t *restrict mutex = xxx;
            pthread_mutex_t * mutex1 = mutex;

    int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);
        - 释放互斥量的资源

    int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
        - 加锁，阻塞的，如果有一个线程加锁了，那么其他的线程只能阻塞等待

    int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);
        - 尝试加锁，如果加锁失败，不会阻塞，会直接返回。

    int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);
        - 解锁
*/
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>

// 全局变量，所有的线程都共享这一份资源。
int tickets = 1000;

// 创建一个互斥量
pthread_mutex_t mutex;

void * sellticket(void * arg) {

    // 卖票
    while(1) {

        // 加锁
        pthread_mutex_lock(&mutex);

        if(tickets > 0) {
            usleep(6000);
            printf("%ld 正在卖第 %d 张门票\n", pthread_self(), tickets);
            tickets--;
        }else {
            // 解锁
            pthread_mutex_unlock(&mutex);
            break;
        }

        // 解锁
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
    }

    

    return NULL;
}

int main() {

    // 初始化互斥量
    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);

    // 创建3个子线程
    pthread_t tid1, tid2, tid3;
    pthread_create(&tid1, NULL, sellticket, NULL);
    pthread_create(&tid2, NULL, sellticket, NULL);
    pthread_create(&tid3, NULL, sellticket, NULL);

    // 回收子线程的资源,阻塞
    pthread_join(tid1, NULL);
    pthread_join(tid2, NULL);
    pthread_join(tid3, NULL);

    pthread_exit(NULL); // 退出主线程

    // 释放互斥量资源
    pthread_mutex_destroy(&mutex);

    return 0;
}