Linux互斥锁、条件变量和信号量

进行多线程编程，最应该注意的就是那些共享的数据，因为无法知道哪个线程会在哪个时候对它进行操作，也无法得知哪个线程会先运行，哪个线程会后运行。所以，要对这些资源进行合理的分配和正确的使用。在Linux下，提供了互斥锁、条件变量和信号量来对共享资源进行保护。

一、互斥锁
互斥锁，是一种信号量，常用来防止两个进程或线程在同一时刻访问相同的共享资源。
需要的头文件：pthread.h
互斥锁标识符：pthread_mutex_t

（1）互斥锁初始化：
函数原型： int pthread_mutex_init (pthread_mutex_t* mutex,const pthread_mutexattr_t* mutexattr);
函数传入值:  mutex：互斥锁。
mutexattr：PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER 创建快速互斥锁。
PTHREAD_RECURSIVE_MUTEX_INITIALIZER_NP 创建递归互斥锁。
PTHREAD_ERRORCHECK_MUTEX_INITIALIZER_NP  创建检错互斥锁。
函数返回值：成功：0；出错：-1

（2）互斥操作函数
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t* mutex); //上锁
int pthread_mutex_trylock (pthread_mutex_t* mutex); //只有在互斥被锁住的情况下才阻塞
int pthread_mutex_unlock (pthread_mutex_t* mutex); //解锁
int pthread_mutex_destroy (pthread_mutex_t* mutex); //清除互斥锁
函数传入值：mutex：互斥锁。
函数返回值：成功：0；出错：-1

使用形式：
pthread_mutex_t mutex;
pthread_mutex_init (&mutex, NULL); /*定义*/
...

pthread_mutex_lock(&mutex); /*获取互斥锁*/
... /*临界资源*/
pthread_mutex_unlock(&mutex); /*释放互斥锁*/

如果一个线程已经给一个互斥量上锁了，后来在操作的过程中又再次调用了该上锁的操作，那么该线程将会无限阻塞在这个地方，从而导致死锁。这就需要互斥量的属性。

互斥量分为下面三种：
1、快速型。这种类型也是默认的类型。该线程的行为正如上面所说的。
2、递归型。如果遇到我们上面所提到的死锁情况，同一线程循环给互斥量上锁，那么系统将会知道该上锁行为来自同一线程，那么就会同意线程给该互斥量上锁。
3、错误检测型。如果该互斥量已经被上锁，那么后续的上锁将会失败而不会阻塞，pthread_mutex_lock()操作将会返回EDEADLK。

互斥量的属性类型为pthread_mutexattr_t。声明后调用pthread_mutexattr_init()来创建该互斥量。然后调用 pthread_mutexattr_settype来设置属性。格式如下：int pthread_mutexattr_settype(pthread_mutexattr_t *attr, int kind);
第一个参数attr，就是前面声明的属性变量；第二个参数kind，就是我们要设置的属性类型。他有下面几个选项：
PTHREAD_MUTEX_FAST_NP
PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE_NP
PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK_NP

下面给出一个使用属性的简单过程：
pthread_mutex_t mutex;
pthread_mutexattr_t attr;
pthread_mutexattr_init(&attr);
pthread_mutexattr_settype(&attr,PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE_NP);
pthread_mutex_init(&mutex,&attr);
pthread_mutex_destroy(&attr);

前面我们提到在调用pthread_mutex_lock()的时候，如果此时mutex已经被其他线程上锁，那么该操作将会一直阻塞在这个地方。如果我们此时不想一直阻塞在这个地方，那么可以调用下面函数：pthread_mutex_trylock。
如果此时互斥量没有被上锁，那么pthread_mutex_trylock将会返回0，并会对该互斥量上锁。如果互斥量已经被上锁，那么会立刻返回EBUSY。