Android中线程同步之Mutex与Condtion的用法

　　Android封装的同步类主要有MUTEX(AutoMutex)与Condition。本文分析如何使用他们，具体的实现参见《Android中线程同步之MUTEX与Condtion的实现》与《pthread之MUTEX与Condition用法》。
　　Keywords: Mutex, Condition Variable, AutoLock/AutoMutex, Android
　　关键字：互斥体、条件变量、自动锁/自动互斥体、Android
　　一、MUTEX
　　看MUTEX的外部接口定义(声明在frameworks/native/include/utils/Mutex.h中)
　　<图1 TODO>
　　1.1 构造/析构
　　cpp代码

1. Mutex();
   
2. 
   
3. 　　Mutex(const char* name);
   
4. 　　Mutex(int type, const char* name = NULL);
   
5. 　　~Mutex();

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　　构造函数的区别在于参数：
　　- name 是为MUTEX指定名字，如不指定，缺省是NULL;
　　- type 是指定MUTEX的类型，有
　　cpp代码

1. enum {
   
2. 
   
3. 　　PRIVATE = 0,
   
4. 　　SHARED = 1
   
5. 　　};

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　　两种类型：PRIVATE是进程内部使用的;SHARED是适用于跨进程共享的。
　　如不指定，缺省是PRIVATE的类型。
　　1.2 功能函数
　　MUTEX有下面三个主要的功能函数：
　　cpp代码

1. status_t lock();
   
2. 
   
3. 　　void unlock();
   
4. 　　status_t tryLock();

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　　lock() 获取锁。如果获取就返回，否则挂起等待;
　　unlock() 释放锁;
　　tryLock() 如果当前锁可被获取(未被别的线程获取)就lock，否则也直接返回。返回值：0代表成功;其它值失败。与lock()的区别在于不论成功与否都会及时返回，而不是挂起等待。
　　线程在进入MUTEX保护的临界区之前通过lock()获取锁，获取锁之后可以执行临界区内的代码，退出临界区之后通过unlock释放锁。
　　某一时刻临界区内至多只有一个线程在执行，如果已有线程T1在执行，要进入临界区的其它线程T2在执行lock()之后就会被挂起等待;直到线程T1释放掉锁之后，线程T2才能获得锁进入临界区执行。
　　lock()/unlock()必须配合使用，tryLock()则要根据执行的结果有无获得锁而选择是否unlock()。
　　1.3 典型场景
　　cpp代码

1. m_mutex.lock();
   
2. 
   
3. 　　// CRITICAL AREA，需要保护的内容
   
4. 　　m_mutex.unlock();

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　　二、Condition
　　看Condition的外部接口定义(声明在frameworks/native/include/utils/Condition.h中)
　　<图2 TODO>
　　2.1 构造/析构
　　cpp代码

1. Condition();
   
2. 
   
3. 　　Condition(int type);
   
4. 　　~Condition();

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　　构造函数的区别在于type参数：
　　- type 是指定Condition的类型，有
　　cpp代码

1. enum {
   
2. 
   
3. 　　PRIVATE = 0,
   
4. 　　SHARED = 1
   
5. 　　};

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　　两种类型：PRIVATE是进程内部使用的;SHARED是适用于跨进程共享的。
　　如不指定，缺省是PRIVATE的类型。
　　2.2 功能函数
　　Condition有下面四个主要的功能函数：
　　cpp代码

1. status_t wait(Mutex& mutex);
   
2. 
   
3. 　　status_t waitRelative(Mutex& mutex, nsecs_t reltime);
   
4. 　　void signal();
   
5. 　　void broadcast();

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　　wait() 等待条件变量(Condition Variable)
　　Mutex作为参数，调用该函数之前该MUTEX必须已经被lock住。
　　执行该函数，会unlock该MUTEX，并等待条件变量。如果不能获得该条件变量，就被挂起等待;获得了该条件变量，就重新lock住MUTEX并返回。而这些操作都是原子操作的。
　　该函数执行之后，Mutex被重新lock住，所以执行函数之后，必须有Mutex的unlock操作。
　　waitRelative()与和wait()的区别是，会有一个等待超时时间，到了时间没有获得该条件变量也会返回，可通过返回值判断结果。
　　signal()和broadcast() 触发条件变量(Condition Variable)
　　signal()和broadcast() 的区别是，signal()只允许等待该条件变量的一个线程获得;broadcast()允许等待该条件变量的所有线程获得并继续执行。
　　signal()和broadcast() 执行之前也必须lock住Mutex，执行之后unlock Mutex。
　　2.3 典型场景
　　线程T1的执行：
　　cpp代码

1. m_mutex.lock();
   
2. 
   
3. 　　m_cond.wait(m_mutex);
   
4. 　　m_mutex.unlock();

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　　线程T1通过条件变量在等待某个条件的满足。
　　线程T2执行：
　　cpp代码

1. m_mutex.lock();
   
2. 
   
3. 　　m_cond.signal();
   
4. 　　m_mutex.unlock();

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　　线程T2在满足条件之后，通过条件变量通知条件满足。
　　三、Autolock/AutoMutex
　　Autolock是为了简化Mutex的使用而定义的，它也定义在frameworks/native/include/utils/Mutex.h中，封装了Mutex，并利用c++的构造与析构机制。
　　cpp代码

1. Autolock(Mutex& mutex);
   
2. 
   
3. 　　Autolock(Mutex* mutex);
   
4. 　　~Autolock();

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　　用法很简单，定义一个局部临时的AutoMutex变量，在该变量定义的地方，构造函数被自动调用，会执行Mutex的lock()操作;在该变量作用域结束的地方，析构函数会被自动调用，会执行Mutex的unlock操作。
　　所以，可以在需要Mutex保护的区域开始的地方定义一个AutoMutex变量即可，即可实现用Mutex对该区域的保护。
　　四、总结
　　本文简要介绍了Android中常用的同步机制Mutex(AutoMutex)、Condition的使用。后续文章(《Android中线程同步之MUTEX与Condtion的实现》与《pthread之MUTEX与Condition用法》)看它们是如何实现的。


　　原文链接：http://www./thread-16571-1-2.html