目录
一.前提：临界区 & 临界资源
二.什么是互斥
（一）.互斥概念
（二）.为什么需要互斥
三.互斥锁介绍
（一）.互斥锁的概念
（二）.互斥锁的使用
①系统API接口
②C++库
（三）.互斥锁的底层原理
①加锁
②解锁
一.前提：临界区 & 临界资源
编写多线程程序时，多个线程可能需要执行同一个函数。如果该函数中有变量为这些线程共享，且可以改变，这样的变量可以称为临界资源。
相对应的改变这些资源的代码就叫做临界区。
示例如下代码：
int i = 0;//变量i为这些线程共享，即临界资源
void* func(void* arg){...//临界区起点i = 3;//临界区终点...
}int main(){pthread_t tid[2];pthread_create(&tid[0], nullptr, func, nullptr);pthread_create(&tid[1], nullptr, func, nullptr);pthread_join(tid[0], nullptr);pthread_join(tid[1], nullptr);return 0;
}二.什么是互斥
（一）.互斥概念
所谓互斥，其实就是在某一时刻只能有一个线程访问临界区，且完整的使用临界资源没有其他线程打扰，即原子性。
简单来说就是当前线程使用完临界资源后其他线程才能来使用。
（二）.为什么需要互斥
如果多个线程同时访问临界资源，那么可能造成很严重的后果。
举个例子：
如下代码：
std::cout >> i >> std::endl;
i--;假设此时i == 1，当有多个线程同时执行时，可能会发生意向不到的情况。
进行i--操作时，CPU其实分为三个步骤：
当线程A执行i--时，如果在②步骤执行完毕后被操作系统突然切换为线程B，那么i值不会写回内存，而是作为上下文数据被该线程携带：
当线程B执行i--时，①步骤从内存中读取的是1，之后②③步骤正常执行完毕，写回内存中，此时内存i值为0：
如果此时再将线程A切回，那么会直接执行③步骤，也就是说会将内存值写为0，而这就与程序不符了。
明明是被两个线程执行过，i应该是-1，而结果却是0！
因此，当多线程使用临界区时，要确保只能有一个线程访问该临界资源，且必须是原子性的使用资源。
换一种说法就是，如果没有互斥保护，那么多线程访问临界资源就是并发执行；当有互斥保护时，多线程问临界资源就是串行执行。
三.互斥锁介绍
（一）.互斥锁的概念
互斥锁通俗来讲就是用来完成互斥行为的对象，锁住的范围一般就是临界区。
需要互斥操作的多线程共享一个互斥锁，当一个线程获得互斥锁后，其他线程会阻塞等待，直到当前线程归还互斥锁后，其他线程争抢互斥锁，谁获得了谁能进入临界区执行代码。
（二）.互斥锁的使用
①系统API接口
头文件：<pthread.h>
定义：
pthread_mutex_t mtx;初始化（两种方式）：
pthread_mutex_init(&mtx, nullptr);//方式一
pthread_mutex_t mtx = PTHREAD_MUTEX_INITALIZER;//方式二
加锁与解锁：
lock与trylock的区别是，当多线程同时争抢互斥锁时，lock会让未抢到的线程阻塞等待，trylock不会阻塞等待。
pthread_mutex_lock(&mtx);
...//临界区
pthread_mutex_unlock(&mtx);
销毁：
pthread_mutex_destroy(&mtx);②C++库
头文件：<mutex>
定义互斥锁对象：
std::mutex mtx;加锁与解锁：
mtx.lock();//方式一，阻塞等待
mtx.try_lock();//方式二，非阻塞等待
...//临界区
mtx.unlock();（三）.互斥锁的底层原理
底层汇编：
①加锁
1.
这一步是将0值写入al寄存器中。
图示：
2.
将al寄存器值与mutex值（即互斥量）交换，无锁时mutex值是1。
图示：
3.
如果al值大于0，即该线程获得锁，那么返回。如果没有获取锁，线程会阻塞，阻塞结束后跳转重新执行加锁过程。
图示：
对于线程B而言，当被调用后使用CPU时，此时mutex中值为0，al先被赋值为0，与mutex交换后值依旧为0，因此，当执行第三步时，会判断为else的情况，即阻塞等待。当线程A执行完毕解锁后，再经过goto语句，重新执行加锁过程。
总之，所谓加锁，其实就是所有线程抢占一个互斥量（1），抢到的给al寄存器，加锁成功；没抢到的，al寄存器值为0，阻塞等待。
②解锁
相对于加锁，解锁很简单，就是当线程执行完临界区后，将mutex中的值置为1即可。
这样，当其他线程抢锁时，mutex值为1，总会有一个线程加锁成功。
图示如下：
如有错误，敬请斧正
