pthread_mutex
POSIX threads(簡稱Pthreads)定義了一套跨平臺的多線程常用API,線程同步在并行編程中非常重要的，其中最典型的應(yīng)用就是用Pthreads提供的鎖機(jī)制來對多個線程之間共享臨界區(qū)進(jìn)行保護(hù)。
Pthreads鎖的常見用法；
pthread_mutexattr_t attr;
pthread_mutexattr_init(&attr); //初始化屬性
pthread_mutexattr_settype(&attr, PTHREAD_MUTEX_NORMAL); // 定義鎖的屬性，定義成常規(guī)鎖
pthread_mutex_t mutex;
pthread_mutex_init(&mutex, &attr) // 創(chuàng)建鎖
pthread_mutex_lock(&mutex); // 申請鎖
// 臨界區(qū)代碼
pthread_mutex_unlock(&mutex); // 釋放鎖
從上面的代碼中我們很容易就明白其用法這里不在詳述，我們下面著重對鎖的類型進(jìn)行介紹。在方法pthread_mutexattr_settype中，我們將第二個參數(shù)設(shè)置為PTHREAD_MUTEX_NORMAL，這是將鎖設(shè)置為普通鎖，不做死鎖檢測。有可能造成死鎖，實際上它還可以有其他幾種類型。
- PTHREAD_MUTEX_NORMAL
如果mutex的type被置為PTHREAD_MUTEX_NORMAL，則系統(tǒng)將不會為他提供死鎖檢測，嘗試對已經(jīng)加鎖的mutex進(jìn)行加鎖操作的時候，將會造成死鎖。如果一個線程試圖解鎖一個還沒有加鎖或者已經(jīng)被解鎖的mutex進(jìn)行解鎖操作的時候，會發(fā)生不可預(yù)測問題。 - PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK
如果mutex的type被置為PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK,則系統(tǒng)將會為他提供錯誤檢測。嘗試對已經(jīng)加鎖的mutex進(jìn)行加鎖操作的時候會返回錯誤。如果一個線程試圖解鎖一個還沒有加鎖或者已經(jīng)被解鎖的mutex進(jìn)行解鎖操作的時候，也會返回錯誤。 - PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE（遞歸鎖）
如果mutex的type被置為PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE，mutex會維護(hù)一個加鎖次數(shù)的變量。當(dāng)一個線程第一次成功給mutex加鎖后，加鎖次數(shù)將被設(shè)置為1.線程每次對mutex加鎖，加鎖次數(shù)加1，每次解鎖加鎖次數(shù)減1，當(dāng)加鎖次數(shù)變?yōu)?時，其他線程就可以對mutex加鎖了。如果一個線程試圖解鎖一個還沒有加鎖或者已經(jīng)被解鎖的mutex進(jìn)行解鎖操作的時候，會返回錯誤。 - PTHREAD_MUTEX_DEFAULT
如果mutex的type被置為PTHREAD_MUTEX_DEFAULT，嘗試遞歸的給mutex加鎖會導(dǎo)致不可預(yù)知的錯誤，如果一個線程試圖解鎖一個還沒有加鎖或者已經(jīng)被解鎖的mutex進(jìn)行解鎖操作的時候也會返回不可預(yù)知的錯誤。
其中PTHREAD_MUTEX_NORMAL,PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK,PTHREAD_MUTEX_DEFAULT定義的是互斥鎖，PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE定義的是遞歸鎖。
一般情況下，一個線程只能申請一次鎖，也只能在獲得鎖的情況下才能釋放鎖，多次申請鎖或釋放未獲得的鎖都會導(dǎo)致不可預(yù)知錯誤。假設(shè)在已經(jīng)獲得鎖的情況下再次申請鎖，線程會因為等待鎖的釋放而進(jìn)入睡眠狀態(tài)，因此就不可能再釋放鎖，從而導(dǎo)致死鎖。
然而這種情況經(jīng)常會發(fā)生，比如某個函數(shù)申請了鎖，在臨界區(qū)內(nèi)又遞歸調(diào)用了自己，遞歸鎖就可以解決這種問題。遞歸鎖的簡單實現(xiàn)可以看這里
自旋鎖
自旋鎖與互斥鎖有點(diǎn)類似，只是自旋鎖不會引起調(diào)用者睡眠，如果自旋鎖已經(jīng)被別的執(zhí)行單元保持，調(diào)用者就一直循環(huán)在那里看是否該自旋鎖的保持者已經(jīng)釋放了鎖，"自旋"一詞就是因此而得名。
從實現(xiàn)原理上來講，Mutex屬于sleep-waiting類型的鎖。例如在一個雙核的機(jī)器上有兩個線程(線程A和線程B)，它們分別運(yùn)行在Core0和 Core1上。假設(shè)線程A想要通過
pthread_mutex_lock操作去得到一個臨界區(qū)的鎖，而此時這個鎖正被線程B所持有，那么線程A就會被阻塞(blocking)，Core0會在此時進(jìn)行上下文切換(Context Switch)將線程A置于
等待隊列中，此時Core0就可以運(yùn)行其他的任務(wù)(例如另一個線程C)而不必進(jìn)行忙等待。而Spin lock則不然，它屬于busy-waiting類型的鎖，如果線程A是使用pthread_spin_lock操作去請求鎖，那么線程A就會一直在Core0上進(jìn)行忙等待并不停的進(jìn)行鎖請求，直到得到這個鎖為止。
因為自旋鎖不會引起調(diào)用者睡眠，所以自旋鎖的效率遠(yuǎn)高于互斥鎖。雖然它的效率比互斥鎖高，但是它也有些不足之處，自旋鎖一直占用CPU，他在未獲得鎖的情況下，一直運(yùn)行－－自旋，所以占用著CPU，如果不能在很短的時間內(nèi)獲得鎖，這無疑會使CPU效率降低。
自旋鎖的簡單實現(xiàn)邏輯可以查看這里
自旋鎖
參考資料：
1.https://bestswifter.com/ios-lock/
2.https://www.cnblogs.com/zendu/p/5387596.html
3.http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/7908799/xsh/pthread_mutex_lock.html
4.http://blog.sina.com.cn/s/blog_7c6086150101a30y.html
