LINUX系統程式設計 第二版

執行緒

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排他鎖

有許多技術可以讓關鍵區變成不可分割，解決方案包括單指令以及大的程式碼區塊。

最常見的技術是

上鎖

（

lock

）機制，此機制可確保關鍵區內的排他性，使其呈現原子

性。因為上鎖機制可達到排他性，它們在 Pthread（及其他地方）就是著名的

排他鎖

（

mutex

）。

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此鎖的工作原理與真實世界的鎖類似：把房間想像成關鍵區。沒有鎖，人們（執行緒）

可以隨意進出房間（關鍵區）。具體來說，房間裡一次可以不止一個人。所以我們會替

房間安上了一扇門，而且門上有一個鎖。我們為門配了一把鑰匙。當有一個人（執行

緒）來到門旁，他會發現鑰匙就在門外。他會使用鑰匙開門，走進房間，然後從房內把

門鎖上。沒有人可以進入。然後，他可以在房內做自己的事而不會被打斷。沒有人可以

同時佔用房間；它是一個排他資源。當房內的人完成事情後，他會開門並離開房間，把

鑰匙放在門外。然後，下一個人可以進入房間，鎖上門，重複以上的步驟。

執行緒環境中的鎖，工作原理大致相同。程式設計者需要定義鎖，確保在進入關鍵區之

前能夠取得它。鎖的實作需確保一次只有一個執行緒持有鎖。若鎖已由另一個執行緒所

使用，新的執行緒在繼續下去之前必須等待它。當關鍵區裡的工作完成後，必須把鎖釋

出，讓正在等待的執行緒（如果有的話）能夠取得鎖以便繼續執行下去。

第 7 章〈爭用情況〉一節曾舉了一個銀行提款的例子。讓我們來看看一個排他鎖如何阻

止災難性（至少對銀行而言）的爭用情況。我們稍後才會探討如何操作 Pthread 所提供

的排他鎖（見第 7 章〈Pthread ...