Linux高级程序设计：线程同步与读写锁机制

"本资源主要介绍了Linux环境下线程间同步的各种机制，包括互斥锁、条件变量、读写锁以及线程与信号的通信方式。这些内容出自《Linux高级程序设计(第2版)》，由杨宗德编著，人民邮电出版社于2009年9月出版。书中详细阐述了这些同步机制的基本原理和操作函数，旨在帮助读者理解并掌握多线程编程中的同步控制技术。" **互斥锁通信机制** 互斥锁是确保线程安全访问共享资源的关键工具。它是一种二元状态变量，分为开锁（允许访问）和上锁（禁止访问）。当一个线程尝试访问被互斥锁保护的资源时，它会先尝试获取锁。如果锁是开锁状态，线程会占有锁并进入临界区；如果锁已被其他线程持有，请求线程会被阻塞，直到锁被释放。释放锁只能由拥有它的线程执行，其他线程的释放尝试无效。互斥锁的操作函数包括`pthread_mutex_init`用于初始化，`pthread_mutex_lock`用于阻塞获取，`pthread_mutex_unlock`用于释放，`pthread_mutex_trylock`用于非阻塞尝试获取，以及`pthread_mutex_destroy`用于销毁。 **条件变量通信机制** 条件变量是解决某些互斥锁无法处理的问题，如线程间的同步等待。条件变量允许线程在满足特定条件时挂起等待，而不仅仅是等待锁的释放。线程可以释放互斥锁，然后在条件变量上等待，直到其他线程改变条件并唤醒等待的线程。这种方式避免了无谓的资源占用，提高了系统效率。条件变量的使用通常涉及`pthread_cond_init`初始化，`pthread_cond_wait`等待，`pthread_cond_signal`或`pthread_cond_broadcast`唤醒等待线程，以及`pthread_cond_destroy`销毁。 **读写锁通信机制** 读写锁比互斥锁更高效，适用于多个读取者同时访问资源但写入者需独占的情况。读写锁分为读锁和写锁，多个读取者可以同时持有读锁，而写锁则互斥，即只有一个线程能持有写锁。这允许在读多写少的情况下提高并发性。读写锁的操作函数包括`pthread_rwlock_init`初始化，`pthread_rwlock_rdlock`获取读锁，`pthread_rwlock_wrlock`获取写锁，`pthread_rwlock_unlock`释放锁，以及`pthread_rwlock_destroy`销毁。 **线程与信号** 线程间的通信还可以通过信号实现。信号是操作系统提供的一种异步通信机制，可以用来通知线程发生特定事件。线程可以注册信号处理器来响应特定信号，或者使用`sigwait`等函数等待信号。信号处理可以打断线程的正常执行，因此在多线程环境中使用时需要谨慎，以防止破坏同步状态。 以上四种机制都是Linux高级程序设计中用于线程间同步的重要工具，理解并合理使用它们是编写高效、可靠的多线程程序的基础。