linux线程锁有几种

在 Linux 系统中，线程锁（线程同步机制）主要有以下几种类型，每种锁适用于不同的并发场景：

1. 互斥锁（Mutex）

• 作用：确保同一时间只有一个线程能访问共享资源。
• 特点：
  • 阻塞机制：未获取锁的线程会阻塞等待。
  • 不可重入：默认情况下，同一线程重复加锁会导致死锁（但可通过属性配置为可重入锁）。
• 相关函数： c pthread_mutex_init() / pthread_mutex_lock() / pthread_mutex_unlock() / pthread_mutex_destroy()
• 适用场景：对共享资源的独占访问（如全局变量、数据结构等）。

2. 自旋锁（Spinlock）

• 作用：通过忙等待（Busy-Waiting）实现同步，线程不会主动让出CPU。
• 特点：
  • 非阻塞忙等待：适合短时间锁持有场景。
  • 无上下文切换开销，但会占用CPU资源。
• 相关函数： c pthread_spin_init() / pthread_spin_lock() / pthread_spin_unlock() / pthread_spin_destroy()
• 适用场景：多核CPU环境，锁持有时间极短（如内核态操作、高性能场景）。

3. 读写锁（Read-Write Lock）

• 作用：区分读操作和写操作，允许多个读线程并发，但写线程独占。
• 特点：
  • 读共享：多个线程可同时持有读锁。
  • 写独占：写锁会阻塞其他所有读写锁。
• 相关函数： c pthread_rwlock_init() / pthread_rwlock_rdlock() / pthread_rwlock_wrlock() / pthread_rwlock_unlock()
• 适用场景：读多写少的场景（如缓存、配置文件读取）。

4. 条件变量（Condition Variable）

• 作用：允许线程在某个条件不满足时主动阻塞，等待其他线程唤醒。
• 特点：
  • 必须与互斥锁配合使用。
  • 通过 pthread_cond_wait() 主动释放锁并进入等待，被唤醒后重新获取锁。
• 相关函数： c pthread_cond_init() / pthread_cond_wait() / pthread_cond_signal() / pthread_cond_broadcast()
• 适用场景：线程间协作（如生产者-消费者模型）。

5. 屏障（Barrier）

• 作用：同步多个线程，所有线程到达屏障点后才能继续执行。
• 特点：
  • 适用于分阶段并行任务。
• 相关函数： c pthread_barrier_init() / pthread_barrier_wait() / pthread_barrier_destroy()
• 适用场景：多线程协同计算（如MapReduce分阶段处理）。

6. 信号量（Semaphore）

• 作用：通过计数器控制线程并发数（POSIX信号量）。
• 特点：
  • 分为有名信号量（进程间共享）和无名信号量（线程间共享）。
  • 支持 P（sem_wait）和 V（sem_post）操作。
• 相关函数： c sem_init() / sem_wait() / sem_post() / sem_destroy()
• 适用场景：限制资源并发访问数量（如线程池任务队列）。

7. 文件锁（fcntl/flock）

• 作用：对文件或文件区域加锁（进程间同步）。
• 特点：
  • 分为建议性锁（Advisory）和强制性锁（Mandatory）。
• 相关函数： c fcntl() / flock()
• 适用场景：多进程访问同一文件的同步。

选择锁的建议

1. 简单独占访问 → 互斥锁（Mutex）。
2. 高频短时锁 → 自旋锁（Spinlock）。
3. 读多写少 → 读写锁（RW Lock）。
4. 线程协作 → 条件变量 + 互斥锁。
5. 限制并发数 → 信号量（Semaphore）。

注意事项

• 避免死锁：确保锁的获取和释放顺序一致。
• 性能权衡：自旋锁 vs 互斥锁取决于锁持有时间。
• 可重入性：默认互斥锁不可重入，需通过属性设置 PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE。

根据具体场景选择合适的锁机制，可以显著提升多线程程序的性能和可靠性。