linux关于加入互斥锁后一直阻塞

    在Linux编程中，互斥锁是常用的同步机制之一，它能够保护共享资源不被多个线程同时访问。但是，有时候会出现加入互斥锁后程序一直阻塞的情况，这对于程序的性能和可靠性都会产生很大的影响。本文将从多个方面对这个问题进行分析，并提出解决方案。

    1.什么是互斥锁

    互斥锁是Linux中最常用的同步机制之一，也是线程同步的重要手段之一。当多个线程同时访问一个共享资源时，为了避免数据竞争（DataRace）和其他并发问题，需要使用互斥锁进行保护。

    2.为什么会出现阻塞

    加入互斥锁后程序一直阻塞的原因可能有很多种。下面列举了几种常见情况：

    情况一：死锁

    当两个或多个线程相互等待对方释放资源时，就会产生死锁。例如线程A持有锁1，等待获取锁2；线程B持有锁2，等待获取锁1。这时候，两个线程就会陷入死锁状态，程序就会一直阻塞。

    情况二：优先级反转

    当一个低优先级的线程持有锁并等待高优先级的线程释放锁时，就会产生优先级反转。例如线程A持有锁，但是它的优先级比线程B低，而线程B需要使用这个锁。这时候，线程B将会一直等待，导致程序阻塞。

    情况三：竞争条件

    当多个线程同时访问共享资源时，就会产生竞争条件。例如两个线程同时读取同一个文件，并且尝试将数据写回文件中。这时候，两个线程就会相互干扰，导致程序阻塞。

    3.如何解决阻塞问题

    针对上述情况，我们可以采取以下措施来解决阻塞问题：

    措施一：避免死锁

    为了避免死锁，我们可以采用以下几种方式：

    （1）避免嵌套加锁；

    （2）使用try_lock()函数尝试获取锁；

    （3）使用pthread_mutex_timedlock()函数设置超时时间。

    措施二：避免优先级反转

    为了避免优先级反转，我们可以采用以下几种方式：

    （1）使用pthread_mutex_lock()函数的PI（PriorityInheritance）属性；

    （2）使用pthread_mutex_lock()函数的PR（PriorityProtect）属性。

    措施三：避免竞争条件

    为了避免竞争条件，我们可以采用以下几种方式：

    （1）使用读写锁（pthread_rwlock_t）；

    （2）使用条件变量（pthread_cond_t）；

    （3）使用原子操作。

    4.实例分析

    下面通过一个实例来具体说明如何解决阻塞问题。假设我们有一个生产者线程和一个消费者线程，它们共享一个缓冲区。当缓冲区为空时，消费者线程需要等待生产者线程往缓冲区中添加数据；当缓冲区满时，生产者线程需要等待消费者线程从缓冲区中取出数据。这时候就会出现阻塞的情况。

    我们可以通过使用条件变量来解决这个问题。具体代码实现如下：

    #include<stdio.h>

    #include<stdlib.h>

    #include<pthread.h>

    #defineBUFFER_SIZE10

    intbuffer[BUFFER_SIZE];

    intcount=0;

    pthread_mutex_tmutex=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

    pthread_cond_tfull=PTHREAD_COND_INITIALIZER;

    pthread_cond_tempty=PTHREAD_COND_INITIALIZER;

    void*producer(void*arg)

    {

    inti;

    for(i=0;i<BUFFER_SIZE*2;i++){

    pthread_mutex_lock(&mutex);

    while(count==BUFFER_SIZE){

    pthread_cond_wait(&empty,&mutex);

    }

    buffer[count++]=i;

    printf("producer:%d\n",i);

    pthread_cond_signal(&full);

    pthread_mutex_unlock(&mutex);

    }

    returnNULL;

    }

    void*consumer(void*arg)

    {

    inti;

    for(i=0;i<BUFFER_SIZE*2;i++){

    pthread_mutex_lock(&mutex);

    while(count==0){

    pthread_cond_wait(&full,&mutex);

    }

    printf("consumer:%d\n",buffer[--count]);

    pthread_cond_signal(&empty);

    pthread_mutex_unlock(&mutex);

    }

    returnNULL;

    }

    intmain()

    {

    pthread_ttid1,tid2;

    if(pthread_create(&tid1,NULL,producer,NULL)!=0){

    perror("pthread_create");

    exit(EXIT_FAILURE);

    }

    if(pthread_create(&tid2,NULL,consumer,NULL)!=0){

    perror("pthread_create");

    exit(EXIT_FAILURE);

    }

    if(pthread_join(tid1,NULL)!=0){

    perror("pthread_join");

    exit(EXIT_FAILURE);

    }

    if(pthread_join(tid2,NULL)!=0){

    perror("pthread_join");

    exit(EXIT_FAILURE);

    }

    return0;

    }

    在这个例子中，我们使用了两个条件变量（full和empty）来控制生产者线程和消费者线程的等待和唤醒。当缓冲区为空时，消费者线程等待full条件变量；当缓冲区满时，生产者线程等待empty条件变量。同时，我们还使用了互斥锁来保护共享资源（count和buffer）。

    总结

    本文对Linux加入互斥锁后一直阻塞的问题进行了分析，介绍了互斥锁的基本概念和常见问题，并提出了解决方案。最后，通过一个实例来具体说明如何使用条件变量解决阻塞问题。希望本文能够对读者有所帮助。

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