2022-07-01 多线程互斥锁的一个案例

最近回答了一个C语言多线程的小问题.

大概有些初涉多线程编程的学习者，在未学到 “锁” 这个概念的时候就已经开始写多线程代码。

但有个问题，要先明白，对于没有任何规划的多线程，很容易得到与预想相别万里的结果。

因为逻辑变了，单线程是顺序逻辑，多线程是乱序逻辑，需要人为干涉规划执行顺序。

下面是问题的叙述，在无锁情况（并非可无锁并发的数据结构）导致的乱序：

C语言多线程操作多函数冲突

问题遇到的现象和发生背景

通过移动光标的方式，用两个线程执行两个不同函数分别在某列输出不同的数字。由于线程并发，输出的结果不对

问题代码可以参考链接：C语言多线程操作多函数 冲突

程序调用两个线程，运行两个函数：fun1，fun2，这两个函数分别调用 gotoxy 函数，定位光标，然后打印字符。

单线程顺序执行没有问题，多线程有很大问题。

两个线程会乱序的定位光标，乱序打印，导致这样一种情况：A挪光标，还没打印，B打印了，随后A才打印，或者相反，总之不是想要的结果。

为了梳理程序流程，我们需要加锁，让光标移动和打印原子化。

OK，我们在光标移动前和打印后加锁。

现在的问题是，可以有很多地方加锁，具体放哪里？

答案是放在刚刚要定位光标之前，刚刚打印完毕。

这看似是废话，其实还有有一定道理的。

一旦一个进程持有锁，另外一个进程就要等，我可以粗糙的放在 gotoxy 函数之前和 printf 函数之后，没有问题，但是我们想想，gotoxy 内部的变量初始化及句柄获取要不要占时间，它们要占时间，但是和移动光标没有关系，完全可以先准备出来，等持有锁的线程释放后立刻定位光标。

一句话，先把能干的都干了，只等时机到来。多么哲学。

当然这只是一个最简单的用例，基本没有死锁的风险，也没有恶性数据竞争，属于入门的入门。

#include 
#include 
#include 

pthread_mutex_t m;

void gotoxy(short x, short y)
{
    COORD pos;
    HANDLE hOutput;
    pos.X = x;
    pos.Y = y;
    hOutput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
    pthread_mutex_lock(&m);
    SetConsoleCursorPosition(hOutput, pos);
}

void *fun1(void *unused)
{
    short t = 0;
    while (t < 20)
    {
        gotoxy(10, t++);
        printf("11");
        pthread_mutex_unlock(&m);
    }
    pthread_exit(NULL);
    return NULL;
}

void *fun2(void *unused)
{
    short t = 0;
    while (t < 20)
    {
        gotoxy(1, t++);
        printf("22");
        pthread_mutex_unlock(&m);
    }
    pthread_exit(NULL);
    return NULL;
}

int main()
{
    pthread_mutex_init(&m, NULL);

    pthread_t pthread1;
    pthread_t pthread2;

    pthread_create(&pthread1, NULL, &fun1, NULL);
    pthread_create(&pthread2, NULL, &fun2, NULL);

    pthread_join(pthread1, NULL);
    pthread_join(pthread2, NULL);

    pthread_mutex_destroy(&m);

    return 0;
}