一、概述
在实际的软件程序中，由于代码量较大，函数之间的调用关系较为复杂，因此对于某些全局变量的操作要格外小心。在程序中，一般采用互斥量加锁的方式来保证对全局变量的操作的唯一性。
本文详细介绍了Linux下互斥量加锁与解锁操作的C代码实现，为相关的软件开发工作的开展提供了有益的参考。
二、加锁与解锁函数及时间结构体介绍
1. 加锁函数pthread_mutex_timedlock
函数原型：int pthread_mutex_timedlock(pthread_mutex_t *restrict mutex, const struct timespec *restrict abstime);
函数说明：pthread_mutex_timedlock函数用于将mutex表示的互斥量锁住，如果该互斥量已经上锁，那么该函数会一直等到该互斥量解锁，等待时长为abstime指定的时间。
函数返回值：返回0表示加锁成功，其它表示加锁失败。
2. 解锁函数pthread_mutex_unlock
函数原型：int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);
函数说明：pthread_mutex_unlock函数用于将mutex表示的互斥量释放掉。
函数返回值：返回0表示加锁成功，其它表示加锁失败。
3. timespec结构体
struct timespec
{
time_t tv_sec; /*second*/
long tv_nsec; /*nanosecond*/
}
该结构体有两个成员变量：tv_sec表示秒，tv_nsec表示纳秒。
4. timeval结构体
struct timeval
{
time_t tv_sec; /*seconds*/
suseconds tv_usec; /*microseconds*/
}
该结构体有两个成员变量：tv_sec表示秒，tv_usec表示微秒。
三、C程序实现
本程序命名为“LockAndUnlock.c”，其中“MutexLock”为加锁函数，“MutexUnLock”为解锁函数。
具体代码如下：
/**********************************************************************
* 版权所有 (C)2015, Zhou Zhaoxiong。
*
* 文件名称：LockAndUnlock.c
* 文件标识：无
* 内容摘要：演示加锁与解锁函数的调用
* 其它说明：无
* 当前版本：V1.0
* 作 者：Zhou Zhaoxiong
* 完成日期：20150509
*
**********************************************************************/
#include <sys/time.h>
#include <pthread.h>
// 宏定义
#define LOCKTIMEOUT 5000 // 互斥量超时时长为5000毫秒
// 全局变量
pthread_mutex_t g_Mutex;
// 重定义数据类型
typedef signed int INT32;
// 函数声明
INT32 MutexLock();
INT32 MutexUnLock();
INT32 main();
/**********************************************************************
* 功能描述：主函数
* 输入参数：无
* 输出参数：无
* 返 回 值：无
* 其它说明：无
* 修改日期 版本号 修改人 修改内容
* ---------------------------------------------------------------
* 20150509 V1.0 Zhou Zhaoxiong 创建
***********************************************************************/
INT32 main()
{
INT32 iRetCode = 0;
iRetCode = MutexLock(); // 互斥量加锁
if (iRetCode < 0)
{
printf("exec MutexLock failed!\n");
return -1;
}
printf("--------------\n");
printf("Add code here!\n");
printf("--------------\n");
iRetCode = MutexUnLock(); // 互斥量解锁
if (iRetCode < 0)
{
printf("exec MutexUnLock failed!\n");
return -1;
}
return 0;
}
/**********************************************************************
* 功能描述： 互斥量加锁
* 输入参数： 无
* 输出参数： 无
* 返 回 值： 0-成功 -1-失败
* 其它说明： 无
* 修改日期 版本号 修改人 修改内容
* ------------------------------------------------------------------
* 20150509 V1.0 Zhou Zhaoxiong 创建
********************************************************************/
INT32 MutexLock()
{
struct timeval tCurrentTime;
struct timespec tTimeout;
INT32 iRetCode = 0;
gettimeofday(&tCurrentTime, NULL); // 获取当前绝对时间
tTimeout.tv_sec = tCurrentTime.tv_sec + LOCKTIMEOUT/1000; // 指定超时时间
tTimeout.tv_nsec = tCurrentTime.tv_usec * 1000;
iRetCode = pthread_mutex_timedlock(&g_Mutex, &tTimeout);
if (iRetCode != 0)
{
printf("MutexLock: exec pthread_mutex_timedlock failed, RetCode=%d\n", iRetCode);
return -1;
}
return 0;
}
/**********************************************************************
* 功能描述： 互斥量解锁
* 输入参数： 无
* 输出参数： 无
* 返 回 值： 无
* 其它说明： 无
* 修改日期 版本号 修改人 修改内容
* ------------------------------------------------------------------
* 20150509 V1.0 Zhou Zhaoxiong 创建
********************************************************************/
INT32 MutexUnLock()
{
INT32 iRetCode = 0;
iRetCode = pthread_mutex_unlock(&g_Mutex);
if (iRetCode != 0)
{
printf("MutexUnLock: exec pthread_mutex_unlock failed, RetCode=%d\n", iRetCode);
return -1;
}
return 0;
}
四、文件编译及运行结果
在Linux下执行“gcc -g -pthread -o LockAndUnlock LockAndUnlock.c”或“gcc LockAndUnlock.c -o LockAndUnlock -lpthread”命令，生成“LockAndUnlock”。然后再执行“LockAndUnlock”命令，程序运行结果如下：
--------------
Add code here!
--------------
五、总结
本文给出了Linux下互斥量加锁与解锁操作的C代码实现。程序中的“MutexLock”和“MutexUnLock”函数可作为API供其它需要进行类似操作的程序调用。