|
使用線程編寫程序需要技巧，而多線程的程序中的bug非常難以跟蹤、調試，因為這些bug經常是難以再現的。
競爭條件：
當一個線程訪問一個數據結構的時候，另一個線程也訪問同一個數據結構，這時就出現了競爭條件——兩個線程（也可能是多個）競爭對同一個資源的訪問。
當其中一個線程處理到一部分的時候，另外的線程可能進入了對同一數據的處理，而且出于調度的原因，它運行的比前一個更快；這時，同樣的處理可能就出現了多次。
例如，一個代表任務列表的單向鏈表（隊列），一個線程從當前元素中讀出了下一個任務，并發現下一個任務不是空，準備將此一個任務置為NULL并執行任務；這時，調度使得這個線程停下來，另一個線程也從當前元素中讀出了下一個任務，當然下個任務仍然不是空值，這個線程也將要執行下一個任務。這樣，在某些不幸的情況下，這個任務被執行了兩次。
更為不幸的情況下，執行任務的過程中線程被中斷，此時另一個線程釋放了任務的內存，那么執行中的線程會導致段錯誤。
在比較“幸運”的情況下，這些事情可能從來也不發生；但是當程序運行在負荷很高的系統中時，這個bug就會凸現出來。
互斥鎖：
為了排除競爭條件的影響，應該使一些操作變成“原子的”——這些操作既不能分割也不能中斷。
當一個線程鎖定了互斥鎖后，其他線程也要求鎖定這個互斥鎖的時候，就會被阻塞；直到前面的線程解除鎖定后，其他線程才可以解除阻塞恢復運行。
GNU/Linux保證線程在鎖定互斥鎖的過程中不會發生競爭條件，只有一個線程可以鎖定互斥鎖，其他線程的鎖定請求都會被阻塞。
創建互斥鎖（Mutex），需要：
｀創建一個pthread_mutex_t類型的變量，將其指針傳入函數pthread_mutex_init中；該函數的第二個參數是指向一個mutex屬性對象（這個對象用來指定mutex的屬性）的指針。mutex對象只能初始化一次。
｀更簡單的辦法是，使用PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER來獲得默認屬性的mutex對象：
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
使用mutex：
｀調用pthread_mutex_lock函數，如果mutex對象未被鎖定，則此函數立即返回；如果已被鎖定，則此函數阻塞此線程的執行，直到mutex被解除鎖定。
｀每次解除鎖定后，只有一個線程可以解除阻塞恢復執行，其他調用線程都會繼續阻塞。選定的解除阻塞的線程是不可預知的。
｀調用pthread_mutex_unlock函數，可以解除調用線程對mutex對象的鎖定。在鎖定mutex的線程中，必須調用此函數以解除鎖定。
mutex提供了解決競爭條件的方案，但是它帶來了一種新的bug——死鎖（deadlock）。
所謂死鎖，就是說一個線程在等待永遠不會發生的條件。
一個簡單的死鎖：一個線程鎖定它自己已經鎖定的mutex。這時程序的表現依賴于mutex的類型：
｀快速排他鎖（fast mutex）——導致死鎖。
｀遞歸排他鎖（recursive mutex）——不導致死鎖。同一個線程可以安全的多次鎖定同一個已鎖定的mutex，但是鎖定的次數會被記錄下來，該線程還必須調用相應次數的pthread_mutex_unlock才能真正解除對mutex的鎖定。
｀檢錯排他鎖（error-checking mutex）——GNU/Linux視此操作為死鎖，但是對鎖定的mutex調用pthread_mutex_lock函數，函數立即返回錯誤碼EDEADLK。
mutex的鎖定函數會阻塞，有時需要一個不阻塞就能知道mutex是否已鎖定的函數，以在發現mutex已鎖的情況下去完成其他工作并在以后再來檢查。這樣的函數是：
pthread_mutex_trylock
如果傳入的mutex已經被其他線程鎖定，那么這個函數返回錯誤碼EBUSY；如果未被鎖定，此函數會鎖定mutex，并返回0。這個函數不會阻塞。
|