我们实现一个简单的多线程抢票程序。 

#include<iostream>
#include<thread>
#include<unistd.h>
#include<functional>
#include<vector>
using namespace std;
template<class T>
using func_t=function<void(T)>;//返回值为void,参数为T
template<class T>
class Thread
{public:Thread(func_t<T> func,const string&name,T data):_tid(0),_func(func),_threadname(name),isrunning(false),_data(data){}static void*ThreadRoutine(void*args){//(void)args;//仅仅是为了防止编译器有告警Thread*ts=static_cast<Thread*>(args);ts->_func(ts->_data);return nullptr;}bool Start(){int n=pthread_create(&_tid,nullptr,ThreadRoutine,this);if(n==0){isrunning=true;return true;}return false;}bool Join(){if(!isrunning) return true;int n=pthread_join(_tid,nullptr);if(n==0){isrunning=false;return true;}return false;}string GetThreadName(){return _threadname;}bool IsRunning(){return isrunning;}~Thread(){}private:pthread_t _tid;string _threadname;bool isrunning;func_t<T> _func;T _data;
};

#include"test.hpp"
using namespace std;
string GetThreadName()
{static int number=1;char name[64];snprintf(name,sizeof name,"Thread - %d",number++);return name;
}
void print(int num)
{while(num--){cout<<"hello world"<<num<<endl;sleep(1);}
}
int ticket=100;
void GetTicket(string name)
{while(true){if(ticket>0){usleep(1000);printf("%s get a ticket %d\n",name.c_str(),ticket--);}elsebreak;}}
int main()
{int num=5;//vector<Thread<int>> Threads;string name1=GetThreadName();string name2=GetThreadName();string name3=GetThreadName();string name4=GetThreadName();Thread<string> t1(GetTicket,name1,name1);Thread<string> t2(GetTicket,name2,name2);Thread<string> t3(GetTicket,name3,name3);Thread<string> t4(GetTicket,name4,name4);t1.Start();t2.Start();t3.Start();t4.Start();t1.Join();t2.Join();t3.Join();t4.Join();// while(num--)// {//     Threads.push_back(Thread<int>(print,GetThreadName(),10));// }// for(auto &t:Threads)// {//     cout<<t.GetThreadName()<<" is running? "<<t.IsRunning()<<endl;// }// for(auto&t:Threads)// {//     t.Start();// }// for(auto &t:Threads)// {//     cout<<t.GetThreadName()<<" is running? "<<t.IsRunning()<<endl;// }// for(auto &t:Threads)// {//     t.Join();// }// Thread t(print,GetThreadName());// cout<<"Is thread running?"<<t.IsRunning()<<endl;// t.Start();// cout<<"Is thread running?"<<t.IsRunning()<<endl;// t.Join();return 0;
}

神奇的事情发生了，我们明明添加了ticket大于0时才能抢票的限制条件，

为什么最后ticket会小于0呢？ 

判断ticket是否大于0也是访问公共资源，并不是原子的。

可能多个线程同时通过判断，但是在执行ticket--的时候又因时间片变成串行。

最终导致ticket小于0。

数据在内存中，本质是被线程共享的。

数据被读取到寄存器中，本质变成了线程的上下文，属于线程的私有数据。

我们把任何一个时刻，只允许一个线程访问的共享资源叫做临界资源。

进程中访问临界资源的代码就叫做临界区。

任何时刻，互斥保证只有一个执行流进入临界区，访问临界资源，通常对临界资源起保护作用。

原子性：不会被任何调度打断的操作，只有两态，完成或未完成。

我们认为，一条汇编语句就是原子的。

而像a++这样的C语言指令，实际上会被转化成三条汇编指令。

首先把a从内存拷贝到CPU的寄存器，字CPU中完成++操作，再返回内存，不是原子的。

为了不让上面的情况发生，需要加锁。 

 

 如图，加锁后，问题解决,不过速度变慢了。

申请锁本身是原子的，有宝马。这块的原理下一篇博客会介绍。

根据互斥的定义，任何一个时刻只允许一个线程申请锁成功，申请失败的进程在mutex阻塞，本质就是等待。

可能大家会认为，当线程进入锁，执行锁内代码，这是如果发生切换，还是会产生同样的错误。

其实这次不一样了，因为就算时间片到了，发生线程切换，被切换到的线程也没办法访问锁。

它在申请锁那里阻塞着呢。。。

这就保证了临界区的原子性。

就相当于上的线程的密码锁，专属的。