结果：

1.4互斥量原理 

1.在加锁之后还可以进行线程切换吗？

是可以的，在临界资源对应的临界区中上锁了，临界区还是多行代码，是多行代码就可以被切换。

但是被切换之后的其它线程去访问这块临界资源时会被阻塞挂起，不能对其访问。例如1号线程在切走的时候，绝对不会有其它线程进入临界区。既然不会有其它线程进入临界区，那么其它线程看来，1号线程对该临界区的访问就是原子性的。

2.锁需要被保护吗？

毫无疑问，锁也是被多个执行流竞争的资源， 锁本身就是临界资源。既然是临界资源，那么谁来保护锁呢？

其实锁可以自己保护自己，只需要保证申请锁的过程是原子的，那么锁就是安全的。

为了实现互斥锁操作，大多数体系结构都提供了swap或exchange指令，该指令的作用就是把寄存器和内存单元的数据相交换。由于只有一条指令，保证了原子性，即使是多处理器平台，访问内存的总线周期也有先后，一个处理器上的交换指令执行时，另一个处理器的交换指令只能等待总线周期。

3.如何看待加锁解锁的过程？

看看lock和unlock的伪代码：

我们可以认为mutex的初始值为1，al是计算机中的一个寄存器，开始值为0，当线程申请锁时。

将mutex的值与al中的值进行交换，交换后mutex的值变为了0，后面对该al中的值进行判断，若是1，则该线程申请锁成功，可以进入临界区对临界资源进行访问。若在未解锁之前发生了线程切换，其它线程的也与mutex交换，结果为0，则挂起等待。解锁的过程也是这样，将内存中的mutex置回1，使得下一个申请锁的线程在执行交换指令后能够得到1，唤醒那些因为申请锁失败而被挂起的线程。

二.可重入与线程安全

三.常见锁的概念

死锁概念：

死锁是指在一组进程中的各个进程均占有不会释放的资源，但因互相申请被其他进程所站用不会释放的资源而处于的一种永久等待状态。

死锁四个必要条件：

互斥条件：一个资源每次只能被一个执行流使用 请求与保持条件：一个执行流因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放 不剥夺条件:一个执行流已获得的资源，在末使用完之前，不能强行剥夺 循环等待条件:若干执行流之间形成一种头尾相接的循环等待资源的关系

破坏死锁的四个必要条件 加锁顺序一致 避免锁未释放的场景 资源一次性分配

四. Linux线程同步

4.1同步概念与竞态条件

同步：在保证数据安全的前提下，让线程能够按照某种特定的顺序访问临界资源，从而有效避免饥饿问题，叫做同步。 竞态条件：因为时序问题，而导致程序异常，我们称之为竞态条件。

补充：

1.上面介绍的加锁（互斥量）解决了临界资源安全的问题，保证了只有一个线程对该资源进行访问。但也会存在某些问题的，如果个别线程的竞争力特别强，每次都能够申请到锁，这就可能导致其他线程长时间竞争不到锁，引起饥饿问题。

2.只是简单的加锁没有高效的让每一个线程都使用这份临界资源，还可能导致某些线程饥饿，而同步可以解决这一问题。

4.2条件变量

概念：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，条件变量是用来描述某种资源是否就绪的一种数据化描述。

条件变量主要包括两个动作：

• 一个线程等待条件变量的条件成立而被挂起。
• 另一个线程使条件成立后唤醒等待的线程。

条件变量通常需要配合互斥锁一起使用

初始化条件变量的函数：

pthread_cond_init

int pthread_cond_init(pthread_cond_t *restrict cond, const pthread_condattr_t *restrict attr);

参数解释：

• cond：需要初始化的条件变量。
• attr：初始化条件变量的属性，一般设置为NULL即可。

调用pthread_cond_init函数初始化条件变量叫做动态分配，除此之外，我们还可以用下面这种方式初始化条件变量，该方式叫做静态分配：

pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;

销毁条件变量函数：

pthread_cond_wait

int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);

参数解释：

• cond：需要销毁的条件变量。

等待条件变量函数：

int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *restrict cond, pthread_mutex_t *restrict mutex);

参数解释：

• cond：需要等待的条件变量。
• mutex：当前线程所处临界区对应的互斥锁。

唤醒等待的函数：

int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);

• pthread_cond_signal函数用于唤醒等待队列中首个线程。
• pthread_cond_broadcast函数用于唤醒等待队列中的全部线程。

参数解释：

cond：唤醒在cond条件变量下等待的线程。

代码演示：让主线程创建5个子线程，后面让那5个线程等待，再依次唤醒每一个线程。

#include
#include
#includepthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
void* Routine(void* argv)
{pthread_detach(pthread_self());char* name=(char*)argv;printf("%s is running\n",name);while(1){pthread_cond_wait(&cond, &mutex); //阻塞在这里，直到被唤醒printf("%s 在工作\n",name);}
}int main()
{pthread_t tid1,tid2,tid3,tid4,tid5;pthread_create(&tid1,NULL,Routine,(void*)"thread1");pthread_create(&tid2,NULL,Routine,(void*)"thread2");pthread_create(&tid3,NULL,Routine,(void*)"thread3");pthread_create(&tid4,NULL,Routine,(void*)"thread4");pthread_create(&tid5,NULL,Routine,(void*)"thread5");while(1){pthread_cond_signal(&cond);sleep(1);}return 0;
}

结果：5个线程阻塞后，依次被唤醒工作

 补充：

等待的时候往往是在临界区内等待的，当该线程进入等待的时候，互斥锁会自动释放，而当该线程被唤醒时，又会自动获得对应的互斥锁。
条件变量需要配合互斥锁使用，其中条件变量是用来完成同步的，而互斥锁是用来完成互斥的。
pthread_cond_wait函数有两个功能，一就是让线程在特定的条件变量下等待，二就是让线程释放对应的互斥锁。

条件变量使用规范：

等待条件变量的代码

pthread_mutex_lock(&mutex);
while (条件为假)pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
修改条件
pthread_mutex_unlock(&mutex);

唤醒等待线程的代码

pthread_mutex_lock(&mutex);
设置条件为真
pthread_cond_signal(&cond);
pthread_mutex_unlock(&mutex);