pthread_mutex_t 的用法

<think>我们正在讨论Windows下C++替代pthread_mutex_t的方案，但用户现在想了解pthread_mutex_t的基本用法和示例代码。因此，我们需要切换回讲解pthread_mutex_t的用法，尽管之前我们在讨论Windows替代方案。 根据引用[1]和[2]： - pthread_mutex_t 是POSIX线程库中用于互斥锁的数据类型。 - 基本操作包括：初始化、加锁、解锁、尝试加锁和销毁。 我们将按照以下结构回答： 1. 初始化互斥锁的两种方式：静态初始化和动态初始化。 2. 加锁和解锁操作。 3. 尝试加锁（非阻塞）。 4. 销毁互斥锁（动态初始化时需要）。 5. 示例代码：展示一个简单的多线程程序，使用互斥锁保护共享资源。 注意：由于用户要求的是基本用法和示例代码，我们将重点放在POSIX环境（如Linux）下的使用。 同时，我们生成相关问题。</think>### pthread_mutex_t 基本用法详解 `pthread_mutex_t` 是 POSIX 线程库中的互斥锁类型，用于保护多线程环境中的共享资源，防止数据竞争和保证线程安全[^2]。以下是其核心用法： #### 一、初始化互斥锁 1. **静态初始化**（编译时初始化）： ```c pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; ``` 2. **动态初始化**（运行时初始化）： ```c pthread_mutex_t mutex; pthread_mutex_init(&mutex, NULL); // 第二个参数为属性，NULL表示默认 ``` #### 二、加锁与解锁操作 ```c // 阻塞加锁（线程会等待直到获得锁） pthread_mutex_lock(&mutex); // 非阻塞尝试加锁（立即返回） int result = pthread_mutex_trylock(&mutex); if (result == 0) { // 成功获得锁 } else if (result == EBUSY) { // 锁已被占用 } // 解锁 pthread_mutex_unlock(&mutex); ``` #### 三、销毁互斥锁（仅动态初始化需要） ```c pthread_mutex_destroy(&mutex); ``` ### 完整示例代码 ```c #include <pthread.h> #include <stdio.h> // 共享资源 int counter = 0; pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; void* increment(void* arg) { for (int i = 0; i < 100000; ++i) { pthread_mutex_lock(&mutex); // 加锁 counter++; // 临界区操作 pthread_mutex_unlock(&mutex);// 解锁 } return NULL; } int main() { pthread_t t1, t2; pthread_create(&t1, NULL, increment, NULL); pthread_create(&t2, NULL, increment, NULL); pthread_join(t1, NULL); pthread_join(t2, NULL); printf("Final counter value: %d\n", counter); // 正确输出200000 return 0; } ``` #### 关键注意事项： 1. **锁粒度**：锁的范围应尽量小，仅包裹共享资源操作（如示例中的`counter++`） 2. **递归锁**：默认不支持递归加锁，需设置属性： ```c pthread_mutexattr_t attr; pthread_mutexattr_init(&attr); pthread_mutexattr_settype(&attr, PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE); pthread_mutex_init(&mutex, &attr); ``` 3. **条件变量配合**：常与`pthread_cond_t`配合实现等待/通知机制[^4]： ```c pthread_mutex_lock(&mutex); while (!condition) { pthread_cond_wait(&cond, &mutex); // 自动释放锁并等待 } // 操作共享资源 pthread_mutex_unlock(&mutex); ``` 4. **错误检查**：所有函数返回0表示成功，非0需处理错误（如`EDEADLK`死锁错误） > 📌 **最佳实践**：始终使用`lock/unlock`配对操作，避免忘记解锁导致死锁[^3]。对于C++项目，建议优先使用`std::mutex`（C++11标准库）以获得更好的可移植性和RAII管理[^1]。 --- ### 互斥锁工作流程 ```mermaid graph TD A[线程A请求加锁] --> B{锁是否空闲?} B -- 是 --> C[获取锁并执行临界区代码] B -- 否 --> D[线程A阻塞等待] C --> E[执行完成并解锁] E --> F[唤醒等待线程] D --> F F --> B ```