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线程同步的几种方式

news 2025/6/29 6:00:47

互斥锁

互斥量 pthread_mutex_t
在执行操作之前加锁，操作完之后解锁. 使用互斥量，来确保同一时刻只有一个线程访问某项共享资源。
A线程加锁了，B线程无法释放A线程加的锁，只能等A线程自己释放，锁释放后再竞争锁

pthread_mutex_t lock;//创建锁
pthread_mutex_init();//初始化锁
pthread_mutex_lock();//加锁
pthread_mutex_unlock();//解锁
pthread_mutex_destroy();//销毁锁

条件变量

条件变量可以同时唤醒一个或多个线程，信号量只能唤醒一个，唤醒多个线程的时候，通常涉及到资源竞争，往往配合互斥锁使用
条件变量是线程的另一种同步机制，它和互斥量是一起使用的。互斥量的目的就是为了加锁，而条件变量的结合，使得线程能够以等待的状态来迎接特定的条件发生，而不需要频繁查询锁。

pthread_cond_t cond; //创建条件变量
pthread_cond_init();//初始化条件变量
pthread_cond_wait();//线程进入阻塞，等待信号被唤醒
pthread_cond_timedwait();//线程进入阻塞，一定时间后被唤醒
pthread_cond_signal();//满足条件后一次通知一个
pthread_cond_broadcast();//满足条件后一次通知多个
pthread_cond_destroy(); //销毁条件变量

读写锁

以读方式给数据加锁--------读锁。以写方式给数据加锁---------写锁。
读共享，写独占。
写锁优先级高。
当线程A处于读的状态，线程B也可以读，但是不能写，当线程A处于写的状态，线程B则不能读，适用与少写多读的场景

pthread_rwlock_t rwlock;//创建读写锁
pthread_rwlock_init();//初始化锁
pthread_rwlock_rdlock();//加读锁
pthread_rwlock_wrlock();//加写锁
pthread_rwlock_trywrlock();//try锁
pthread_rwlock_unlock();//解锁
pthread_rwlock_destroy();//销毁锁多的时候，提高访问效率

信号量

信号量是一种特殊的变量，用来控制对临界资源的使用，在多个进程或线程都要访问临界资源的时候，就需要控制多个进行或线程对临界资源的使用。
信号量机制通过p、v操作实现。p操作：原子减1，申请资源，当信号量为0时，p操作阻塞；v操作：原子加1，释放资源。

  sem_t sem;int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);//初始化//pshared传零用于线程间同步，传1用于进程和线程间同步//value也就是Nint sem_wait(sem_t *sem);//加锁系信号量，信号量大于0，信号--操作,信号量等于0阻塞int sem_trywait(sem_t *sem);//try锁int sem_timedwait(sem_t *sem, const struct timespec *abs_timeout);//限时尝试对信号进行加锁int sem_post(sem_t *sem);//解锁,将信号量++，同时唤醒阻塞在信号量上的线程int sem_destroy(sem_t *sem);//销毁信号量

CAS

CAS是基于乐观锁的线程同步方式
CAS算法的作用：解决多线程条件下使用锁造成性能损耗问题的算法，保证了原子性，这个原子操作是由CPU来完成的
CAS的原理：CAS算法有三个操作数，通过内存中的值（V）、预期原始值（A)、修改后的新值。
（1）如果内存中的值和预期原始值相等，就将修改后的新值保存到内存中。
（2）如果内存中的值和预期原始值不相等，说明共享数据已经被修改，放弃已经所做的操作，然后重新执行刚才的操作，直到重试成功。

// 伪代码
template <class T>
bool CAS(T* addr, T expected, T target) 
{if (*addr == expected) {*addr = target;return true;}return false;
}

– 参考

https://www.cnblogs.com/Chlik/p/13556720.html
http://t.csdnimg.cn/GB6En
https://www.zhihu.com/question/485896579
https://zhuanlan.zhihu.com/p/400817892

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http://www.lryc.cn/news/193532.html