Linux环境下线程的同步与互斥以及死锁问题

由于本次要讨论操作系统的死锁问题,所以必须先研究的是linux环境下的线程同步与互斥

先看下面的代码

大家猜想输出应该是什么呢?

结果是下面这个样子

好吧,似乎并没有什么区别。。。

那么下面再看这段代码(请无视并忽略屏蔽的内容。。。)

大家猜想正确的结果是什么呢?5000,10000?

好吧,或许你们都错了。

在运行了一段时间后,它的结果是这样的。

是不是又对又错?

为什么呢?

这就是因为程序中printf语句作用:本身是库函数,所以必须进行系统调用,必须进入内核进行切换,有很大概率形成数据的混乱

为了防止内核切换时的数据混乱,引入pthread_mutex_t类型(互斥锁)

如果将程序改成下面这个样子(好吧,其实就是去掉刚才的屏蔽。。。)

注意开始的全局变量pthread_mutex_t类型的lock和函数中while循环里的pthread_mutex_lock以及pthread_mutex_unlock的使用

查看程序运行结果:

是不是结果完全一致?

好吧,这就是pthread_mutex锁的魅力

那么,什么有时死锁呢?

死锁 (deallocks): 是指两个或两个以上的进程(线程)在执行过程中,因争夺资源而造成的一种互相等待的现象,若无外力作用,它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁,这些永远在互相等待的进程(线程)称为死锁进程(线程)。 由于资源占用是互斥的,当某个进程提出申请资源后,使得有关进程(线程)在无外力协助下,永远分配不到必需的资源而无法继续运行,这就产生了一种特殊现象——死锁。

死锁产生的条件:

产生死锁的四个必要条件

(1) 互斥条件:一个资源每次只能被一个进程(线程)使用。

(2) 请求与保持条件:一个进程(线程)因请求资源而阻塞时,对已获得的资源保持不放。

(3) 不剥夺条件 : 此进程(线程)已获得的资源,在末使用完之前,不能强行剥夺。

(4) 循环等待条件 : 多个进程(线程)之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

这四个条件是死锁的必要条件,只要系统发生死锁,这些条件必然成立,而只要上述条件之一不满足,就不会发生死锁。

死锁的解除与预防

理解了死锁的原因,尤其是产生死锁的四个必要条件,就可以最大可能地避免、预防和解除死锁。所以,在系统设计、进程调度等方面注意如何不让这四个必要条件成立,如何确定资源的合理分配算法,避免进程永久占据系统资源。此外,也要防止进程在处于等待状态的情况下占用资源。因此,对资源的分配要给予合理的规划。

时间: 2024-12-27 00:40:41

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