互斥量（mutex）怎么写呢

互斥量（mutex）是一种同步原语，用于保护共享资源，防止多个线程同时访问。在多线程程序中，使用互斥量可以避免数据竞争（data race）等并发问题。

下面是互斥量的使用示例：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>

std::mutex mtx;

void print(int num) {
    mtx.lock(); // 加锁
    std::cout << num << std::endl;
    mtx.unlock(); // 解锁
}

int main() {
    std::thread t1(print, 1);
    std::thread t2(print, 2);
    t1.join();
    t2.join();
    return 0;
}

在上面的代码中，`mtx`是一个互斥量对象，`print`函数中的`mtx.lock()`和`mtx.unlock()`分别用于加锁和解锁。当一个线程调用`lock`时，如果互斥量已经被其他线程锁住了，那么该线程会被阻塞，直到互斥量被解锁为止。

相关问题

主程序: 定义缓冲区数组，初始化缓冲区为空 定义互斥量mutex和信号量full、empty分别表示缓冲区是否满或空 创建消费者线程和生产者线程，启动线程 等待子线程完成后，销毁互斥量和信号量 生产者进程: 生成数据项 若缓冲区满，等待信号量empty 获取互斥锁mutex 将数据项放入缓冲区 释放互斥锁mutex 发送信号量full 消费者进程: 若缓冲区空，等待信号量full 获取互斥锁mutex 取出缓冲区中的数据项 释放互斥锁mutex 发送信号量empty 处理数据项

好的，这是一个关于生产者消费者问题的描述。以下是一个简单的实现，包含主程序、生产者进程和消费者进程：

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>

#define BUFFER_SIZE 10

char buffer[BUFFER_SIZE];
int buffer_index;
pthread_mutex_t mutex;
sem_t full, empty;

void *producer(void *arg) {
    while (1) {
        // 生成数据项
        char item = 'A' + rand() % 26;

        // 若缓冲区满，等待信号量empty
        sem_wait(&empty);

        // 获取互斥锁mutex
        pthread_mutex_lock(&mutex);

        // 将数据项放入缓冲区
        buffer[buffer_index++] = item;

        // 释放互斥锁mutex
        pthread_mutex_unlock(&mutex);

        // 发送信号量full
        sem_post(&full);
    }
}

void *consumer(void *arg) {
    while (1) {
        // 若缓冲区空，等待信号量full
        sem_wait(&full);

        // 获取互斥锁mutex
        pthread_mutex_lock(&mutex);

        // 取出缓冲区中的数据项
        char item = buffer[--buffer_index];

        // 释放互斥锁mutex
        pthread_mutex_unlock(&mutex);

        // 发送信号量empty
        sem_post(&empty);

        // 处理数据项
        printf("Consumed item: %c\n", item);
    }
}

int main() {
    buffer_index = 0;

    // 初始化互斥量和信号量
    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
    sem_init(&full, 0, 0);
    sem_init(&empty, 0, BUFFER_SIZE);

    // 创建消费者线程和生产者线程，启动线程
    pthread_t producer_thread, consumer_thread;
    pthread_create(&producer_thread, NULL, producer, NULL);
    pthread_create(&consumer_thread, NULL, consumer, NULL);

    // 等待子线程完成后，销毁互斥量和信号量
    pthread_join(producer_thread, NULL);
    pthread_join(consumer_thread, NULL);
    pthread_mutex_destroy(&mutex);
    sem_destroy(&full);
    sem_destroy(&empty);

    return 0;
}

这个程序中，我们首先定义了一个缓冲区数组和一个缓冲区索引变量，用于存放生产者生成的数据项。接着，我们定义了一个互斥量mutex和两个信号量full、empty，分别表示缓冲区是否满或空。

在生产者进程中，我们使用while循环不断生成数据项。如果缓冲区已满，使用sem_wait()函数等待信号量empty。获取互斥锁mutex后，将数据项放入缓冲区中，然后释放互斥锁mutex。最后，使用sem_post()函数发送信号量full，通知消费者进程可以从缓冲区中取出数据项了。

在消费者进程中，我们也使用while循环不断消费数据项。如果缓冲区为空，使用sem_wait()函数等待信号量full。获取互斥锁mutex后，从缓冲区中取出数据项，并将缓冲区索引减一。然后，释放互斥锁mutex，并使用sem_post()函数发送信号量empty，通知生产者进程可以向缓冲区中放入数据项了。最后，我们处理取出的数据项，并输出到控制台上。

在主程序中，我们首先初始化互斥量和信号量。然后，创建消费者线程和生产者线程，并启动线程。最后，使用pthread_join()函数等待子线程完成后，销毁互斥量和信号量。

希望我的回答能够解决你的问题！

在RT-Thread中设计了thread1. thread2.thread3三个线程,优先级分别为9.10、11,设计了-个互斥量mutex. 线程thread1优先级最高.先执行100ms延时.之后再打印线程⒉与线程3的优先级信息—用于检查线程thread3的优先级是否被提升为thread2的优先级. 线程thread2进入后先打印自己的优先级.然后进入 50ms延时，延时结束后获取互斥量mutex,获取到互斥 量之后再释放互斥量mutex. 线程thread3进入后先打印自己的优先级，然后获取互斥量mutex,获取到互斥量之后进入500ms的循环.循环结束后将互斥量释放. 要求设置一个32bit的全局变量来对三个线程分别进行标记，以此在逻辑分析中可以观察这三个线程的运行状态，要求条理清晰

本题中涉及到了三个线程和一个互斥量，需要注意线程优先级和互斥量的使用。同时需要设置一个全局变量来对三个线程进行标记，以便观察它们的运行状态。

首先，我们需要定义三个线程和一个互斥量：

static rt_thread_t thread1 = RT_NULL;
static rt_thread_t thread2 = RT_NULL;
static rt_thread_t thread3 = RT_NULL;
static rt_mutex_t mutex;

然后，我们需要设置三个线程的优先级，创建并启动这三个线程：

static char thread1_stack[1024];
static void thread1_entry(void* parameter)
{
    rt_thread_delay(100);
    rt_kprintf("Thread2 priority is %d, Thread3 priority is %d\n", rt_thread_get_priority(thread2), rt_thread_get_priority(thread3));
}
static char thread2_stack[1024];
static void thread2_entry(void* parameter)
{
    rt_kprintf("Thread2 priority is %d\n", rt_thread_get_priority(thread2));
    rt_thread_delay(50);
    rt_mutex_take(&mutex, RT_WAITING_FOREVER);
    rt_mutex_release(&mutex);
}
static char thread3_stack[1024];
static void thread3_entry(void* parameter)
{
    rt_kprintf("Thread3 priority is %d\n", rt_thread_get_priority(thread3));
    rt_mutex_take(&mutex, RT_WAITING_FOREVER);
    for (int i = 0; i < 500; ++i) {
        rt_thread_delay(1);
    }
    rt_mutex_release(&mutex);
}

void thread_init()
{
    rt_err_t result;
    result = rt_mutex_init(&mutex, "mutex", RT_IPC_FLAG_FIFO);
    RT_ASSERT(result == RT_EOK);

    thread1 = rt_thread_create("thread1", thread1_entry, RT_NULL, sizeof(thread1_stack), 9, 20);
    RT_ASSERT(thread1 != RT_NULL);
    result = rt_thread_startup(thread1);
    RT_ASSERT(result == RT_EOK);

    thread2 = rt_thread_create("thread2", thread2_entry, RT_NULL, sizeof(thread2_stack), 10, 20);
    RT_ASSERT(thread2 != RT_NULL);
    result = rt_thread_startup(thread2);
    RT_ASSERT(result == RT_EOK);

    thread3 = rt_thread_create("thread3", thread3_entry, RT_NULL, sizeof(thread3_stack), 11, 20);
    RT_ASSERT(thread3 != RT_NULL);
    result = rt_thread_startup(thread3);
    RT_ASSERT(result == RT_EOK);
}

最后，我们需要设置一个全局变量来对三个线程进行标记，以便观察它们的运行状态：

static uint32_t thread_flags = 0;

#define THREAD1_FLAG (1 << 0)
#define THREAD2_FLAG (1 << 1)
#define THREAD3_FLAG (1 << 2)

#define SET_THREAD_FLAG(flag) do { \
    rt_enter_critical(); \
    thread_flags |= (flag); \
    rt_exit_critical(); \
} while (0)

#define CLEAR_THREAD_FLAG(flag) do { \
    rt_enter_critical(); \
    thread_flags &= ~(flag); \
    rt_exit_critical(); \
} while (0)

在每个线程的入口函数中，我们需要在适当的位置设置标志位：

static char thread1_stack[1024];
static void thread1_entry(void* parameter)
{
    rt_thread_delay(100);
    rt_kprintf("Thread2 priority is %d, Thread3 priority is %d\n", rt_thread_get_priority(thread2), rt_thread_get_priority(thread3));
    SET_THREAD_FLAG(THREAD1_FLAG);
}

static char thread2_stack[1024];
static void thread2_entry(void* parameter)
{
    rt_kprintf("Thread2 priority is %d\n", rt_thread_get_priority(thread2));
    rt_thread_delay(50);
    rt_mutex_take(&mutex, RT_WAITING_FOREVER);
    rt_mutex_release(&mutex);
    SET_THREAD_FLAG(THREAD2_FLAG);
}

static char thread3_stack[1024];
static void thread3_entry(void* parameter)
{
    rt_kprintf("Thread3 priority is %d\n", rt_thread_get_priority(thread3));
    rt_mutex_take(&mutex, RT_WAITING_FOREVER);
    for (int i = 0; i < 500; ++i) {
        rt_thread_delay(1);
    }
    rt_mutex_release(&mutex);
    SET_THREAD_FLAG(THREAD3_FLAG);
}

可以在主函数中添加一个循环，不断检查标志位的值，以观察三个线程的运行状态：

int main(void)
{
    thread_init();

    while (1) {
        rt_kprintf("Thread1 %s running\n", (thread_flags & THREAD1_FLAG) ? "is" : "is not");
        rt_kprintf("Thread2 %s running\n", (thread_flags & THREAD2_FLAG) ? "is" : "is not");
        rt_kprintf("Thread3 %s running\n", (thread_flags & THREAD3_FLAG) ? "is" : "is not");
        rt_thread_delay(1000);
    }

    return 0;
}