1、linux下多線程同步
你的問題不是互斥的問題，而是傳給子線程的 i 是指針，在子線程獲取 *arg 時，主線程的 for 循環可能已經修改或者沒有修改 i 的值，從而出現問題。下面的代碼直接把 i 的值傳給子線程，而不是傳指針，就不會有問題了。
2、多線程編程的原則以及Sem信號量和Mutex互斥鎖的區別
以下兩種類型：
二值信號量：最簡單的信號量形式，信號量的值只能取0或1，類似於互斥鎖。
註：二值信號量能夠實現互斥鎖的功能，但兩者的關注內容不同。信號量強調共享資源，只要共享資源可用，其他進程同樣可以修改信號量的值；互斥鎖更強調進程，佔用資源的進程使用完資源後，必須由進
3、Linux 線程同步有哪些方法？
一、互斥鎖(mutex)
初始化鎖。在Linux下，線程的互斥量數據類型是pthread_mutex_t。在使用前,要對它進行初始化。
靜態分配：pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
動態分配：int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, const pthread_mutex_attr_t *mutexattr);
加鎖。對共享資源的訪問，要對互斥量進行加鎖，如果互斥量已經上了鎖，調用線程會阻塞，直到互斥量被解鎖。
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex *mutex);
int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);
解鎖。在完成了對共享資源的訪問後，要對互斥量進行解鎖。
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);
銷毀鎖。鎖在是使用完成後，需要進行銷毀以釋放資源。
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex *mutex);
二、條件變數(cond)
初始化條件變數。
靜態態初始化，pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIER;
動態初始化，int pthread_cond_init(pthread_cond_t *cond, pthread_condattr_t *cond_attr);
等待條件成立。釋放鎖,同時阻塞等待條件變數為真才行。timewait()設置等待時間,仍未signal,返回ETIMEOUT(加鎖保證只有一個線程wait)
int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *cond, pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_cond_timewait(pthread_cond_t *cond,pthread_mutex *mutex,const timespec *abstime);
激活條件變數。pthread_cond_signal,pthread_cond_broadcast（激活所有等待線程）
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);
int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond); //解除所有線程的阻塞
清除條件變數。無線程等待,否則返回EBUSY
int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);
三、信號量(sem)
信號量初始化。
int sem_init (sem_t *sem , int pshared, unsigned int value);
這是對由sem指定的信號量進行初始化，設置好它的共享選項(linux 只支持為0，即表示它是當前進程的局部信號量)，然後給它一個初始值VALUE。
等待信號量。給信號量減1，然後等待直到信號量的值大於0。
int sem_wait(sem_t *sem);
釋放信號量。信號量值加1。並通知其他等待線程。
int sem_post(sem_t *sem);
銷毀信號量。我們用完信號量後都它進行清理。歸還佔有的一切資源。
int sem_destroy(sem_t *sem);
4、怎麼查看semtake vxworks
VxWorks的信號量機制分析
VxWorks信號量是提供任務間通信、同步和互斥的最優選擇，提供任務間最快速的通信。也是提供任務間同步和互斥的主要手段。VxWorks提供3種信號量來解決不同的問題。
二進制信號量：最快的最常用的信號量，可用於同步或互斥。
互斥信號量：為了解決內在的互斥問題如優先順序繼承、刪除安全和遞歸等情況而最優化的特殊的二進制信號量。
計數信號量：類似於二進制信號量，但是隨信號量釋放的次數改變而改變。
二進制信號量
二進制信號量能夠滿足任務間的互斥和同步，需要的系統開銷最小，因此也稱快速信號量。二進制信號量可以看成一個標志，對應資源是可用還是不可用。當一個任務調用semTake ()請求一個信號量時，如果此時信號量可用，信號量會被清零，並且任務立即繼續執行；如果信號量不可用，任務會被阻塞來等待信號量。
當一個任務調用semGive ()釋放一個二進制信號量時。如果信號量已經可用，釋放信號量不會產生任何影響；如果信號量不可用並且沒有任務等待使用該信號量，信號量只是被簡單地置為可用；如果信號量不可用並且有一個或多個任務等待該信號量，最高優先順序的任務被解阻塞，信號量仍為不可用。
互斥
當兩個以上的任務共享使用同一塊內存緩沖區或同一個I/O設備之類的資源時，可能會發生競爭狀態。
二進制信號量可以通過對共享資源上鎖，實現高效的互斥訪問，不象禁止中斷或禁止搶占，二進制信號量將互斥僅僅限於對與之聯系的資源的訪問，並且比禁止中斷和禁止搶占提供更精確的互斥粒度。使用時創建用於保護資源的二進制信號量，初始時信號量可用。
當任務需要訪問這個資源時，首先取得這個信號量，所有其它想要訪問這個資源的任務將被阻塞。當任務完成了對該資源的訪問時，釋放該信號量，允許其他任務使用該資源。因此所有對一個需要互斥訪問資源的操作由semTake ()和semGive ()對一起來實現。
semTake(semMutex，WAIT FOREVER)
臨界區，某一時刻僅被一個任務訪問
semGive (semMutex)
同步
信號量另一種通常的用法是用於任務間的同步機制。在這種情況下，信號量代表一個任務所等待的條件或事件。最初，信號量是不可用的。一個任務或中斷處理程序釋放該信號量來通知這個事件的發生。等待該信號量的任務將被阻塞直到事件發生、該信號量可用。一旦被解阻塞，任務就執行恰當的事件處理程序。信號量在任務同步中的應用對於將中斷服務程序從冗長的事件處理中解放出來以縮短中斷響應時間是很有用的。
互斥信號量
互斥信號量是一種特殊的二進制信號量，用於解決具有內在的互斥問題：優先順序繼承、刪除安全和對資源的遞歸訪問等情況。
對於一般的操作系統，一般互斥信號量就是二值信號靚量，但VxWoks中有非同尋常的意義。另外一個典型就是，Linux內核也單獨設立了互斥信號量。
互斥信號量與二進制不同點在於：
①定義一個互斥信號量時，其已經初始化完畢為可用，它僅用於互斥；
②僅能由取(semTake ())它的任務釋放，即由同一個任務申請然後使用完畢後釋放；
③因為semTake和semGive是成對出現的，因此不能在ISR 中釋放(semGive ())。
優先順序繼承
優先順序倒置發生在一個高優先順序的任務被迫等待一段不確定時間，等待一個低優先順序任務完成。VxWorks允許使用優先順序繼承演算法，在互斥信號量中使用選項SEM-INVERSION-SAFE ，將使能優先順序繼承演算法，優先順序繼承協議確保擁有資源的任務以阻塞在該資源上的所有任務中優先順序最高的任務的優先順序執行，直到它釋放所擁有的所有信號量，然後該任務返回到正常狀態。因此這個「繼承的高優先順序」任務受到不會被任何中間優先順序任務搶占的保護。
刪除安全
另一個互斥問題涉及到任務刪除。在一個受信號量保護的臨界區，經常需要保護在臨界區執行的任務不會被意外地刪除。刪除一個在臨界區執行的任務可能引起意想不到的後果，造成保護資源的信號量不可用，可能導致資源處於破壞狀態，也就導致了其他要訪問該資源的所有任務無法得到滿足。
原語taskSafe()和taskUnsafe ()提供了防止任務被意外刪除的一種方法。同時互斥信號量提供了選項SEM-DELETE-SAFE ，使用這個選項，每次調用semTake ( )時隱含地使能了taskSafe()，當每次調用semGive ()時隱含地使能了taskUnsafe ()這種方式，任務得到信號量時得到不會被刪除的保護。
遞歸資源訪問
互斥信號量能夠被遞歸地獲得。這意味著信號量能夠被一個擁有該信號量的任務在該信號量最終被釋放之前多次獲取。遞歸對於滿足一些子程序即要求能夠相互調用但是也要求互斥訪問一個資源非常有用。這種情形是可能的，因為系統需要跟蹤哪一個任務當前擁有信號量。
計數器信號量
計數器信號量是實現任務同步和互斥的另一種手段，在具體實現上有點差異。計數器信號量除了像二進制信號量那樣工作外，還保持對信號量釋放次數的跟蹤。與二進制信號量不同的時，計數型信號量每次釋放，計數器加一；每次獲取，計數器減一，當信號量減到0 時，試圖獲取該信號量的任務被阻塞。
正如二進制信號量，當計數信號量釋放時，如果有任務阻塞在該信號量阻塞隊列上，那麼任務解除阻塞；但是如果信號量釋放時，沒有任務阻塞在該信號量阻塞隊列上，那麼計數器加一。
結 論
通過對嵌入式操作系統VxWorks的多任務之間的通信機制的分析可以看出，信號量在實現多任務間的通信、同步和互斥中發揮著重要的作用。因此，深入理解和正確使用VxWorks的信號量，可以提高實時系統中多任務間通信的效率
5、如何使用Linux提供的信號量來實現進程的互斥和同步？
#include<stdio.h>
#include<pthread.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>
#include<sys/stat.h>
#include<sys/types.h>
#include<semaphore.h>
#include<stdlib.h>
#define N 3
pthread_mutex_t mutex_w,mutex_r; // 定義讀寫互斥鎖
sem_t sem_w,sem_r; //定義讀寫信號量
int data[N];
int pos=0;
void *function_w(void *arg)
{
int w = *(int *)arg;
pos = w;
while(1)
{
usleep(100000);
sem_wait(&sem_w);//等待可寫的資源
pthread_mutex_lock(&mutex_w);//禁止別的線程寫此資源
data[pos] = w;
w++;
w++;
w++;
pos++;
pos=pos%N;
pthread_mutex_unlock(&mutex_w);//別的線程可寫此資源
sem_post(&sem_r);// 釋放一個讀資源
}
return (void *)0;
}
void *function_r(void *arg)
{
while(1)
{
sem_wait(&sem_r);//等待可讀的資源
pthread_mutex_lock(&mutex_r);//禁止別的線程讀此資源
printf("%d\n",data[(pos+N-1)%N]);
pthread_mutex_unlock(&mutex_r);//別的線程可讀此資源
sem_post(&sem_w);// 釋放一個寫資源
}
return (void *)0;
}
int main(int argc, char **argv)
{
pthread_t thread[2*N];
int i;
pthread_mutex_init(&mutex_w,NULL);
pthread_mutex_init(&mutex_r,NULL);
sem_init(&sem_w,0,N);
sem_init(&sem_r,0,0);
for(i=0;i<N;i++)
{
if ( pthread_create(&thread[i],NULL,function_w,(void *)&i) < 0)//創建寫線程
{
perror("pthread_create");
exit(-1);
}
}
for(i=N;i<2*N;i++)
{
if ( pthread_create(&thread[i],NULL,function_r,NULL) < 0)//創建讀線程
{
perror("pthread_create");
exit(-1);
}
}
sleep(1);
return(0);
}
6、線程同步：何時互斥鎖不夠，還需要條件變數
信號量強調的是線程（或進程）間的同步：「信號量用在多線程多任務同步的，一個線程完成了某一個動作就通過信號量告訴別的線程，別的線程再進行某些動作（大家都 在sem_wait的時候，就阻塞在那裡）。當信號量為單值信號量是，也可以完成一個資源的互斥訪問。
有名信號量：可以用於不同進程間或多線程間的互斥與同步
創建打開有名信號量
sem_t *sem_open(const char *name, int oflag);
sem_t *sem_open(const char *name, int oflag, mode_t mode, unsigned int value);
成功返回信號量指針；失敗返回SEM_FAILED，設置errnoname是文件路徑名,但不能寫成/tmp/a.sem這樣的形式,因為在linux下,sem都是在/dev/shm目錄下,可寫成"/mysem"或"mysem",創建出來的文件都 是"/dev/shm/sem.mysem",mode設置為0666，value設置為信號量的初始值.所需信號燈等已存在條件下指定O_CREAT|O_EXCL卻是個錯誤。
關閉信號量，進程終止時，會自動調用它
int sem_close(sem_t *sem);
成功返回0；失敗返回-1，設置errno
刪除信號量，立即刪除信號量名字，當其他進程都關閉它時，銷毀它
int sem_unlink(const char *name);
等待信號量，測試信號量的值，如果其值小於或等於0，那麼就等待（阻塞）；一旦其值變為大於0就將它減1，並返回
int sem_wait(sem_t *sem);
int sem_trywait(sem_t *sem);
成功返回0；失敗返回-1，設置errno
當信號量的值為0時，sem_trywait立即返回，設置errno為EAGAIN。如果被某個信號中斷，sem_wait會過早地返回，設置errno為EINTR
發出信號量，給它的值加1，然後喚醒正在等待該信號量的進程或線程
int sem_post(sem_t *sem);
成功返回0；失敗返回-1，不會改變它的值，設置errno，該函數是非同步信號安全的，可以在信號處理程序里調用它無名信號量，用於進程體內各線程間的互斥和同步,使用如下API(無名信號量,基於內存的信號量)
（1）、sem_init
功能：用於創建一個信號量，並初始化信號量的值。
頭文件：
函數原型： int sem_init (sem_t* sem, int pshared, unsigned int value);
函數傳入值： sem:信號量。pshared:決定信號量能否在幾個進程間共享。由於目前LINUX還沒有實現進程間共享信息量，所以這個值只能取0。
（2）其他函數。
int sem_wait (sem_t* sem);
int sem_trywait (sem_t* sem);
int sem_post (sem_t* sem);
int sem_getvalue (sem_t* sem);
int sem_destroy (sem_t* sem);
功能：sem_wait和sem_trywait相當於P操作，它們都能將信號量的值減一，兩者的區別在於若信號量的值小於零時，sem_wait將會阻塞進程，而sem_trywait則會立即返回。sem_post相當於V操作，它將信號量的值加一，同時發出喚醒的信號給等待的進程（或線程）。
sem_getvalue 得到信號量的值。
sem_destroy 摧毀信號量。
如果某個基於內存的信號燈是在不同進程間同步的，該信號燈必須存放在共享內存區中，這要只要該共享內存區存在，該信號燈就存在。
互斥鎖(又名互斥量）強調的是資源的訪問互斥：互斥鎖是用在多線程多任務互斥的，一個線程佔用了某一個資源，那麼別的線程就無法訪問，直到這個線程unlock，其他的線程才開始可以利用這個資源。比如對全局變數的訪問，有時要加鎖，操作完了，在解鎖。有的時候鎖和信號量會同時使用的」
也就是說，信號量不一定是鎖定某一個資源，而是流程上的概念，比如：有A,B兩個線程，B線程要等A線程完成某一任務以後再進行自己下面的步驟，這個任務並不一定是鎖定某一資源，還可以是進行一些計算或者數據處理之類。而線程互斥量則是「鎖住某一資源」的概念，在鎖定期間內，其他線程無法對被保護的數據進行操作。在有些情況下兩者可以互換。
在linux下, 線程的互斥量數據類型是pthread_mutex_t. 在使用前, 要對它進行初始化:
對於靜態分配的互斥量, 可以把它設置為PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER, 或者調用pthread_mutex_init.
對於動態分配的互斥量, 在申請內存(malloc)之後, 通過pthread_mutex_init進行初始化, 並且在釋放內存(free)前需要調用pthread_mutex_destroy.
原型:
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex, const pthread_mutexattr_t *restric attr);
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);
頭文件:
返回值: 成功則返回0, 出錯則返回錯誤編號.
說明: 如果使用默認的屬性初始化互斥量, 只需把attr設為NULL. 其他值在以後講解.
首先說一下加鎖函數:
頭文件:
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);
返回值: 成功則返回0, 出錯則返回錯誤編號.
說 明: 具體說一下trylock函數, 這個函數是非阻塞調用模式, 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許可權; 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.
再說一下解所函數:
頭文件:
原型: int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);
返回值: 成功則返回0, 出錯則返回錯誤編號.
條件變數常與互斥鎖同時使用，達到線程同步的目的：條件變數通過允許線程阻塞和等待另一個線程發送信號的方法彌補了互斥鎖的不足。在發 送信號時，如果沒有線程 等待在該條件變數上，那麼信號將丟失；而信號量有計數值，每次信號量post操作都會被記錄
互斥鎖必須是誰上鎖就由誰來解鎖，而信號量的wait和post操作不必由同一個線程執行。
2. 互斥鎖要麼被鎖住，要麼被解開，和二值信號量類似
3. sem_post是各種同步技巧中，唯一一個能在信號處理程序中安全調用的函數
4. 互斥鎖是為上鎖而優化的；條件變數是為等待而優化的； 信號量既可用於上鎖，也可用於等待，因此會有更多的開銷和更高的復雜性
5. 互斥鎖，條件變數都只用於同一個進程的各線程間，而信號量（有名信號量）可用於不同進程間的同步。當信號量用於進程間同步時，要求信號量建立在共享內存區。
6. 信號量有計數值，每次信號量post操作都會被記錄，而條件變數在發送信號時，如果沒有線程在等待該條件變數，那麼信號將丟失。
讀寫鎖
讀寫鎖與互斥量類似，不過讀寫鎖允許更高的並行性。互斥量要麼是鎖住狀態要麼是不加鎖狀態，而且一次只有一個線程可以對其加鎖。
讀寫鎖可以由三種狀態：讀模式下加鎖狀態、寫模式下加鎖狀態、不加鎖狀態。一次只有一個線程可以佔有寫模式的讀寫鎖，但是多個線程可以同時佔有讀模式的讀寫
鎖。
在讀寫鎖是寫加鎖狀態時，在這個鎖被解鎖之前，所有試圖對這個鎖加鎖的線程都會被阻塞。當讀寫鎖在讀加鎖狀態時，所有試圖以讀模式對它進行加鎖的線程都可以得到訪問權，但是如果線程希望以寫模式對此鎖進行加鎖，它必須阻塞直到所有的線程釋放讀鎖。雖然讀寫鎖的實現各不相同，但當讀寫鎖處於讀模式鎖住狀態時，如果有另外的線程試圖以寫模式加鎖，讀寫鎖通常會阻塞隨後的讀模式鎖請求。這樣可以避免讀模式鎖長期佔用，而等待的寫模式鎖請求一直得不到滿足。
讀寫鎖非常適合於對數據結構讀的次數遠大於寫的情況。當讀寫鎖在寫模式下時，它所保護的數據結構就可以被安全地修改，因為當前只有一個線程可以在寫模式下擁 有這個鎖。當讀寫鎖在讀狀態下時，只要線程獲取了讀模式下的讀寫鎖，該鎖所保護的數據結構可以被多個獲得讀模式鎖的線程讀取。
讀寫鎖也叫做共享-獨占鎖，當讀寫鎖以讀模式鎖住時，它是以共享模式鎖住的；當他以寫模式鎖住時，它是以獨占模式鎖住的。
初始化和銷毀:
#include
int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t *restrict rwlock, const pthread_rwlockattr_t *restrict attr);
int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *rwlock);
成功則返回0, 出錯則返回錯誤編號.
同互斥量以上, 在釋放讀寫鎖佔用的內存之前, 需要先通過thread_rwlock_destroy對讀寫鎖進行清理工作, 釋放由init分配的資源.
讀和寫:
#include
int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
成功則返回0, 出錯則返回錯誤編號.
這3個函數分別實現獲取讀鎖, 獲取寫鎖和釋放鎖的操作. 獲取鎖的兩個函數是阻塞操作, 同樣, 非阻塞的函數為:
#include
int pthread_rwlock_tryrdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
int pthread_rwlock_trywrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
成功則返回0, 出錯則返回錯誤編號.
非阻塞的獲取鎖操作, 如果可以獲取則返回0, 否則返回錯誤的EBUSY.
雖然讀寫鎖提高了並行性，但是就速度而言並不比互斥量快.
可能這也是即使有讀寫鎖存在還會使用互斥量的原因，因為他在速度方面略勝一籌。這就需要我們在寫程序的時候綜合考慮速度和並行性並找到一個折中。
比如： 假設使用互斥量需要0.5秒，使用讀寫鎖需要0.8秒。在類似學生管理系統這類軟體中，可能百分之九十的時間都是查詢操作，那麼假如現在突然來個個20個請求，如果使用的是互斥量，那麼最後的那個查詢請求被滿足需要10後。這樣，估計沒人能受得了。而使用讀寫鎖，應為 讀鎖能夠多次獲得。所以所有的20個請求，每個請求都能在1秒左右得到滿足。
也就是說，在一些寫操作比較多或是本身需要同步的地方並不多的程序中我們應該使用互斥量，而在讀操作遠大於寫操作的一些程序中我們應該使用讀寫鎖來進行同步
條件變數(condition)
條件變數與互斥量一起使用時，允許線程以無競爭的方式等待特定的條件發生。
條件本身是由互斥量保護的。線程在改變條件狀態前必須首先鎖住互斥量，其它線程在獲得互斥量之前不會察覺到這種改變，因此必須鎖定互斥量以後才能計算條件。
條件的檢測是在互斥鎖的保護下進行的。如果一個條件為假，一個線程自動阻塞，並釋放等待狀態改變的互斥鎖。如果另一個線程改變了條件，它發信號給關聯的條件
變數，喚醒一個或多個等待它的線程，重新獲得互斥鎖，重新評價條件。如果兩進程共享可讀寫的內存，條件變數可以被用來實現這兩進程間的線程同步。
初始化:
條件變數採用的數據類型是pthread_cond_t, 在使用之前必須要進行初始化, 這包括兩種方式:
靜態: 可以把常量PTHREAD_COND_INITIALIZER給靜態分配的條件變數.
動態: pthread_cond_init函數, 是釋放動態條件變數的內存空間之前, 要用pthread_cond_destroy對其進行清理.
#include
int pthread_cond_init(pthread_cond_t *restrict cond, pthread_condattr_t *restrict attr);
int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);
成功則返回0, 出錯則返回錯誤編號.
注意：條件變數佔用的空間並未被釋放。
當pthread_cond_init的attr參數為NULL時, 會創建一個默認屬性的條件變數; 非默認情況以後討論.
2. 等待條件:
#include
int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *restrict cond, pthread_mutex_t *restric mutex);
int pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *restrict cond, pthread_mutex_t *restrict mutex, const struct timespec *restrict timeout);
成功則返回0, 出錯則返回錯誤編號.
這兩個函數分別是阻塞等待和超時等待.
等待條件函數等待條件變為真, 傳遞給pthread_cond_wait的互斥量對條件進行保護, 調用者把鎖住的互斥量傳遞給函數. 函數把調用線程放到等待條件的線程列表上, 然後對互斥量解鎖, 這兩個操作是原子的. 這樣 便關閉了條件檢查和線程進入休眠狀態等待條件改變這兩個操作之間的時間通道, 這樣線程就不會錯過條件的任何變化.
當pthread_cond_wait返回時, 互斥量再次被鎖住.
pthread_cond_wait函數的返回並不意味著條件的值一定發生了變化，必須重新檢查條件的值。
pthread_cond_wait函數返回時，相應的互斥鎖將被當前線程鎖定，即使是函數出錯返回。
阻塞在條件變數上的線程被喚醒以後，直到pthread_cond_wait()函數返回之前條件的值都有可能發生變化。所以函數返回以後，在鎖定相應的互斥鎖之前，必須重新測試條 件值。最好的測試方法是循環調用pthread_cond_wait函數，並把滿足條件的表達式置為循環的終止條件。如：
pthread_mutex_lock();
while (condition_is_false)
pthread_cond_wait();
pthread_mutex_unlock();
阻塞在同一個條件變數上的不同線程被釋放的次序是不一定的。
注意：pthread_cond_wait()函數是退出點，如果在調用這個函數時，已有一個掛起的退出請求，且線程允許退出，這個線程將被終止並開始執行善後處理函數，而這時和條 件變數相關的互斥鎖仍將處在鎖定狀態。
pthread_cond_timedwait函數到了一定的時間，即使條件未發生也會解除阻塞。這個時間由參數abstime指定。函數返回時，相應的互斥鎖往往是鎖定的，即使是函數出錯返回。
注意：pthread_cond_timedwait函數也是退出點。
超時時間參數是指一天中的某個時刻。使用舉例：
pthread_timestruc_t to;
to.tv_sec = time(NULL) + TIMEOUT;
to.tv_nsec = 0;
超時返回的錯誤碼是ETIMEDOUT。
3. 通知條件:
#include
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);
int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);
成功則返回0, 出錯則返回錯誤編號.
這兩個函數用於通知線程條件已經滿足. 調用這兩個函數, 也稱向線程或條件發送信號. 必須注意, 一定要在改變條件狀態以後再給線程發送信號.
7、Linux多進程和線程同步的幾種方式
Linux 線程同步的三種方法
線程的最大特點是資源的共享性，但資源共享中的同步問題是多線程編程的難點。下提供了多種方式來處理線程同步，最常用的是互斥鎖、條件變數和信號量。
一、互斥鎖(mutex)
通過鎖機制實現線程間的同步。
初始化鎖。在Linux下，線程的互斥量數據類型是pthread_mutex_t。在使用前,要對它進行初始化。
靜態分配：pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
動態分配：int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, const pthread_mutex_attr_t *mutexattr);
加鎖。對共享資源的訪問，要對互斥量進行加鎖，如果互斥量已經上了鎖，調用線程會阻塞，直到互斥量被解鎖。
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex *mutex);
int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);
解鎖。在完成了對共享資源的訪問後，要對互斥量進行解鎖。
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);
銷毀鎖。鎖在是使用完成後，需要進行銷毀以釋放資源。
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex *mutex);
[csharp] view plain copy
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include "iostream"
using namespace std;
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
int tmp;
void* thread(void *arg)
{
cout << "thread id is " << pthread_self() << endl;
pthread_mutex_lock(&mutex);
tmp = 12;
cout << "Now a is " << tmp << endl;
pthread_mutex_unlock(&mutex);
return NULL;
}
int main()
{
pthread_t id;
cout << "main thread id is " << pthread_self() << endl;
tmp = 3;
cout << "In main func tmp = " << tmp << endl;
if (!pthread_create(&id, NULL, thread, NULL))
{
cout << "Create thread success!" << endl;
}
else
{
cout << "Create thread failed!" << endl;
}
pthread_join(id, NULL);
pthread_mutex_destroy(&mutex);
return 0;
}
//編譯：g++ -o thread testthread.cpp -lpthread
二、條件變數(cond)
互斥鎖不同，條件變數是用來等待而不是用來上鎖的。條件變數用來自動阻塞一個線程，直到某特殊情況發生為止。通常條件變數和互斥鎖同時使用。條件變數分為兩部分: 條件和變數。條件本身是由互斥量保護的。線程在改變條件狀態前先要鎖住互斥量。條件變數使我們可以睡眠等待某種條件出現。條件變數是利用線程間共享的全局變數進行同步的一種機制，主要包括兩個動作：一個線程等待"條件變數的條件成立"而掛起；另一個線程使"條件成立"（給出條件成立信號）。條件的檢測是在互斥鎖的保護下進行的。如果一個條件為假，一個線程自動阻塞，並釋放等待狀態改變的互斥鎖。如果另一個線程改變了條件，它發信號給關聯的條件變數，喚醒一個或多個等待它的線程，重新獲得互斥鎖，重新評價條件。如果兩進程共享可讀寫的內存，條件變數可以被用來實現這兩進程間的線程同步。
初始化條件變數。
靜態態初始化，pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIER;
動態初始化，int pthread_cond_init(pthread_cond_t *cond, pthread_condattr_t *cond_attr);
等待條件成立。釋放鎖,同時阻塞等待條件變數為真才行。timewait()設置等待時間,仍未signal,返回ETIMEOUT(加鎖保證只有一個線程wait)
int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *cond, pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_cond_timewait(pthread_cond_t *cond,pthread_mutex *mutex,const timespec *abstime);
激活條件變數。pthread_cond_signal,pthread_cond_broadcast（激活所有等待線程）
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);
int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond); //解除所有線程的阻塞
清除條件變數。無線程等待,否則返回EBUSY
int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);
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#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include "stdlib.h"
#include "unistd.h"
pthread_mutex_t mutex;
pthread_cond_t cond;
void hander(void *arg)
{
free(arg);
(void)pthread_mutex_unlock(&mutex);
}
void *thread1(void *arg)
{
pthread_cleanup_push(hander, &mutex);
while(1)
{
printf("thread1 is running\n");
pthread_mutex_lock(&mutex);
pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
printf("thread1 applied the condition\n");
pthread_mutex_unlock(&mutex);
sleep(4);
}
pthread_cleanup_pop(0);
}
void *thread2(void *arg)
{
while(1)
{
printf("thread2 is running\n");
pthread_mutex_lock(&mutex);
pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
printf("thread2 applied the condition\n");
pthread_mutex_unlock(&mutex);
sleep(1);
}
}
int main()
{
pthread_t thid1,thid2;
printf("condition variable study!\n");
pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
pthread_cond_init(&cond, NULL);
pthread_create(&thid1, NULL, thread1, NULL);
pthread_create(&thid2, NULL, thread2, NULL);
sleep(1);
do
{
pthread_cond_signal(&cond);
}while(1);
sleep(20);
pthread_exit(0);
return 0;
}
[cpp] view plain copy
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
static pthread_mutex_t mtx = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
static pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
struct node
{
int n_number;
struct node *n_next;
}*head = NULL;
static void cleanup_handler(void *arg)
{
printf("Cleanup handler of second thread./n");
free(arg);
(void)pthread_mutex_unlock(&mtx);
}
static void *thread_func(void *arg)
{
struct node *p = NULL;
pthread_cleanup_push(cleanup_handler, p);
while (1)
{
//這個mutex主要是用來保證pthread_cond_wait的並發性
pthread_mutex_lock(&mtx);
while (head == NULL)
{
//這個while要特別說明一下，單個pthread_cond_wait功能很完善，為何
//這里要有一個while (head == NULL)呢？因為pthread_cond_wait里的線
//程可能會被意外喚醒，如果這個時候head != NULL，則不是我們想要的情況。
//這個時候，應該讓線程繼續進入pthread_cond_wait
// pthread_cond_wait會先解除之前的pthread_mutex_lock鎖定的mtx，
//然後阻塞在等待對列里休眠，直到再次被喚醒(大多數情況下是等待的條件成立
//而被喚醒，喚醒後，該進程會先鎖定先pthread_mutex_lock(&mtx);，再讀取資源
//用這個流程是比較清楚的
pthread_cond_wait(&cond, &mtx);
p = head;
head = head->n_next;
printf("Got %d from front of queue/n", p->n_number);
free(p);
}
pthread_mutex_unlock(&mtx); //臨界區數據操作完畢，釋放互斥鎖
}
pthread_cleanup_pop(0);
return 0;
}
int main(void)
{
pthread_t tid;
int i;
struct node *p;
//子線程會一直等待資源，類似生產者和消費者，但是這里的消費者可以是多個消費者，而
//不僅僅支持普通的單個消費者，這個模型雖然簡單，但是很強大
pthread_create(&tid, NULL, thread_func, NULL);
sleep(1);
for (i = 0; i < 10; i++)
{
p = (struct node*)malloc(sizeof(struct node));
p->n_number = i;
pthread_mutex_lock(&mtx); //需要操作head這個臨界資源，先加鎖，
p->n_next = head;
head = p;
pthread_cond_signal(&cond);
pthread_mutex_unlock(&mtx); //解鎖
sleep(1);
}
printf("thread 1 wanna end the line.So cancel thread 2./n");
//關於pthread_cancel，有一點額外的說明，它是從外部終止子線程，子線程會在最近的取消點，退出
//線程，而在我們的代碼里，最近的取消點肯定就是pthread_cond_wait()了。
pthread_cancel(tid);
pthread_join(tid, NULL);
printf("All done -- exiting/n");
return 0;
}
三、信號量(sem)
如同進程一樣，線程也可以通過信號量來實現通信，雖然是輕量級的。信號量函數的名字都以"sem_"打頭。線程使用的基本信號量函數有四個。
信號量初始化。
int sem_init (sem_t *sem , int pshared, unsigned int value);
這是對由sem指定的信號量進行初始化，設置好它的共享選項(linux 只支持為0，即表示它是當前進程的局部信號量)，然後給它一個初始值VALUE。
等待信號量。給信號量減1，然後等待直到信號量的值大於0。
int sem_wait(sem_t *sem);
釋放信號量。信號量值加1。並通知其他等待線程。
int sem_post(sem_t *sem);
銷毀信號量。我們用完信號量後都它進行清理。歸還佔有的一切資源。
int sem_destroy(sem_t *sem);
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#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <errno.h>
#define return_if_fail(p) if((p) == 0){printf ("[%s]:func error!/n", __func__);return;}
typedef struct _PrivInfo
{
sem_t s1;
sem_t s2;
time_t end_time;
}PrivInfo;
static void info_init (PrivInfo* thiz);
static void info_destroy (PrivInfo* thiz);
static void* pthread_func_1 (PrivInfo* thiz);
static void* pthread_func_2 (PrivInfo* thiz);
int main (int argc, char** argv)
{
pthread_t pt_1 = 0;
pthread_t pt_2 = 0;
int ret = 0;
PrivInfo* thiz = NULL;
thiz = (PrivInfo* )malloc (sizeof (PrivInfo));
if (thiz == NULL)
{
printf ("[%s]: Failed to malloc priv./n");
return -1;
}
info_init (thiz);
ret = pthread_create (&pt_1, NULL, (void*)pthread_func_1, thiz);
if (ret != 0)
{
perror ("pthread_1_create:");
}
ret = pthread_create (&pt_2, NULL, (void*)pthread_func_2, thiz);
if (ret != 0)
{
perror ("pthread_2_create:");
}
pthread_join (pt_1, NULL);
pthread_join (pt_2, NULL);
info_destroy (thiz);
return 0;
}
static void info_init (PrivInfo* thiz)
{
return_if_fail (thiz != NULL);
thiz->end_time = time(NULL) + 10;
sem_init (&thiz->s1, 0, 1);
sem_init (&thiz->s2, 0, 0);
return;
}
static void info_destroy (PrivInfo* thiz)
{
return_if_fail (thiz != NULL);
sem_destroy (&thiz->s1);
sem_destroy (&thiz->s2);
free (thiz);
thiz = NULL;
return;
}
static void* pthread_func_1 (PrivInfo* thiz)
{
return_if_fail(thiz != NULL);
while (time(NULL) < thiz->end_time)
{
sem_wait (&thiz->s2);
printf ("pthread1: pthread1 get the lock./n");
sem_post (&thiz->s1);
printf ("pthread1: pthread1 unlock/n");
sleep (1);
}
return;
}
static void* pthread_func_2 (PrivInfo* thiz)
{
return_if_fail (thiz != NULL);
while (time (NULL) < thiz->end_time)
{
sem_wait (&thiz->s1);
printf ("pthread2: pthread2 get the unlock./n");
sem_post (&thiz->s2);
printf ("pthread2: pthread2 unlock./n");
sleep (1);
}
return;
}