操作系统并发控制——使用互斥锁实现同步

本期主题：

操作系统中的并发控制，互斥锁

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往期链接：
linux设备驱动中的并发
操作系统中的多线程问题------原子操作、自旋锁的底层实现

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操作系统并发控制

• [1. 问题描述](#1. 问题描述)
• [2. 互斥锁来解决同步](#2. 互斥锁来解决同步)

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1. 问题描述

典型的同步场景------ 生产者、消费者问题

• 生产者：生产（任务）资源，放入队列中
• 消费者：从队列中取出任务来执行

假设这么一个场景：

1. 生产者任务负责打印 左括号，"("
2. 消费者任务负责打印 右括号，")"
3. 括号的深度可以变化，例如 3就是代表最多同时3个左括号
4. 最终打印出来的括号要符合语法，这就需要 先生产再消费（即先打印左括号，再打印右括号）

2. 互斥锁来解决同步

对于生产者任务而言：

1. 进程进来先拿锁
2. 拿完锁，判断是否当前有n个左括号，有的话就不要再打印了，释放锁并retry，否则再打印然后释放锁

对于消费者任务而言：

1. 进程进来先拿锁
2. 拿完锁，判断现在左括号是否为0，为0就释放锁并retry，否则打印然后释放锁

看代码：

#include "thread.h"
#include "thread-sync.h"

//count用来记录有几个左括号
int n, count = 0;
mutex_t lk = MUTEX_INIT();

void Tproduce() {
  while (1) {
retry:
    mutex_lock(&lk);
    if (count == n) {
      mutex_unlock(&lk);
      goto retry;
    }
    count++;
    printf("(");
    mutex_unlock(&lk);
  }
}

void Tconsume() {
  while (1) {
retry:
    mutex_lock(&lk);
    if (count == 0) {
      mutex_unlock(&lk);
      goto retry;
    }
    count--;
    printf(")");
    mutex_unlock(&lk);
  }
}

int main(int argc, char *argv[]) {
  assert(argc == 2);
  n = atoi(argv[1]);
  setbuf(stdout, NULL);
  for (int i = 0; i < 8; i++) {
    create(Tproduce);
    create(Tconsume);
  }
}

运行结果：

利用工具来检查：

检查代码：

检查结果：