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互斥量

互斥量Mutex)是一種用於防止多個執行緒或進程同時訪問臨界區資源的同步機制。它是多執行緒編程中常用的工具,用於保護共享數據免受並發訪問的影響。互斥量的主要特點是:

狀態:互斥量處於兩種狀態之一,即鎖定(Locked)和解鎖(Unlocked)。這表示它是一個二值信號量,用於實現互斥訪問。

使用場景:在多任務環境中,當多個任務競爭同一臨界資源時,互斥量可用於保護這些資源,確保任何時刻只有一個任務能夠訪問這些資源。

遞歸訪問:與普通信號量不同,互斥量支持遞歸訪問,即持有互斥量的任務可以再次獲得鎖而不被掛起。

優先權繼承機制:互斥量通過優先權繼承機制來降低優先權翻轉問題的影響,這是通過暫時提高占有資源的低優先權任務的優先權來實現的。

使用注意事項:

在獲得互斥量後,應儘快釋放它,以避免長時間持有導致其他任務飢餓。

在使用互斥量時,不應更改任務的優先權,以避免影響優先權繼承機制的效果。

互斥量不能在中斷服務函式中使用,因為其優先權繼承機制僅在任務級別起作用。

編程示例:

在C++中,使用互斥量可能涉及以下步驟:

包含必要的頭檔案。

使用`lock()`函式嘗試獲取互斥量。

在保護區域內操作共享數據。

使用`unlock()`函式釋放互斥量。

重要的是要確保`lock()`和`unlock()`函式的調用是成對的,以避免死鎖和其他同步問題。