线程同步

 

一、线程同步和线程互斥
       1、线程同步：线程同步指的是多个线程之间协调同步，按照预定的先后次序进行运行，这种先后次序取决于要完成的特定任务，最基本的场景就是：A线程要完成的任务依赖于B线程的数据。

        2、线程互斥：线程互斥是指对于线程共享的线程资源，在各个线程访问时具有排它性。当有若干个线程要访问同一共享资源时，任何时刻只允许一个线程进行访问，直到占有资源者放弃使用该资源。线程互斥可以看成一种特殊的线程同步

二、线程同步的方式

1.互斥锁

             互斥锁是一种只能在线程之间使用的一种控制临界资源的访问机制，如果一种线程要访问临界资源，则必须先加锁，用完之后解锁。这样，在一个线程访问临界资源的过程中，其他线程加锁就会阻塞，不能进入访问临界资源的临界区，直到访问临界资源的线程使用完后并解锁。

       

          特点：

                  ①原子性：把一个互斥量锁定为一个原子操作，这以为这操作系统（或pthread函数库）保证了如果一个线程锁定了一个互斥量，没有其他线程在同一时间可以成功锁定这个互斥量。

                   ②唯一性：如果一个线程锁定一个互斥量，在它解除前，没有其他线程可以可以锁定这个互斥量；

                    ③非繁忙等待：如果一个线程已定锁定一个互斥量，第二个线程又去试图锁定这个互斥量，则第二个线程将会别挂起(不占用任何CPU资源)，直到第一个线程解除对这个互斥量的锁为止，第二个线程则被唤醒并继续执行，同时锁定这个互斥量。

      2.读写锁

            读写锁与互斥锁类似，不过读写锁允许更改的并行性。互斥锁要么是锁住状态，要么不加锁，而且一次只有一个线程可以对其加锁。

             读写锁可以有三种状态：读模式状态，写模式状态，不加锁状态。

             一次只有一个线程可以占有写模式的读写锁，但是多个线程可以同时占有读模式的读写锁。

读写锁的特点：

   ① 如果有其他线程读数据，则允许其他线程执行读操作，但不允许写操作。

    ②如果有其他线程写数据，则其他程序都允许读，写操作。

3、自旋锁

      自旋锁和互斥锁的功能一样，但是互斥锁在线程阻塞时会让出cpu，而自旋锁则不会让出cpu，一直等待，直到得到锁。

4.信号量

 

5.条件变量 

       条件变量是利用线程间共享全局变量进行同步的一种机制。

       与互斥锁不同，条件变量是用来等待而不是用来上锁的。条件变量用来锁定一个线程，直到某个特殊的条件发生为止。通常条件变量和互斥锁同时发生。

      条件变量可以是我们睡眠等待某种情况的发生。条件变量是利用线程间共享的全局变量进行同步的一种机制，主要包括两个动作：

                                          一个线程等待“条件变量的条件成立”而挂起
                                            另一个线程使条件成立
      条件的检测是在互斥锁的保护下进行的。线程在改变条件变量的状态之前必须先锁定互斥量。如果一个条件为假，则线程自动阻塞，并释放等待状态改变的互斥锁。如果另外一个线程改变了条件，它发信号给相关联的条件变量，唤醒一个或多个等待它的线程，重新获得互斥锁，重新评价条件。

条件变量的操作流程如下：

初始化条件变量
等待条件成立
**条件变量
清除条件变量