Linux スレッド同期:基本と実装方法【徹底解説】

Linuxシステムにおいて、スレッドの同期方法は以下のようなものがあります:

  1. Mutex(ミューテックス):pthread_mutex_tタイプのミューテックスを使用してクリティカルセクションを保護し、同時に1つのスレッドしか共有リソースにアクセスできないようにします。 ロックを取得するにはpthread_mutex_lock()関数を使用し、ロックを解放するにはpthread_mutex_unlock()関数を使用します。
  2. 条件変数:スレッド間の通信と同期を実現するために、pthread_cond_t型の条件変数を使用します。スレッドは条件変数で特定の条件が真であることを待ちます。条件が満たされると、他のスレッドはpthread_cond_signal()またはpthread_cond_broadcast()を使用して待機中のスレッドに通知できます。
  3. 自旋ロックは、pthread_spinlock_t型の自旋ロックを使用して単純な相互排他制御を実現します。自旋ロックは、ロックの取得を試みる際にブロックせず、ロックを取得するまでずっと待機します。ロックを取得するにはpthread_spin_lock()関数を使用し、ロックを解放するにはpthread_spin_unlock()関数を使用します。
  4. セマフォ:sem_t型のセマフォを使用して、複数のスレッドが共有リソースにアクセスするのを制御します。セマフォを使用することで、スレッド間の排他的なアクセスや同期が可能であり、sem_wait()関数を使用してセマフォを待機し、sem_post()関数を使用してセマフォを解放します。
  5. バリアー:複数のスレッドがある点で同期して処理を行うために、pthread_barrier_t型のバリアーを使用します。すべてのスレッドがバリアーに到達すると、一緒に処理を継続します。
  6. 読み書きロック(Read-Write Lock):pthread_rwlock_t型の読み書きロックを使用して、複数のスレッドが同時に共有リソースを読み取ることを可能にしますが、共有リソースへの書き込みは1つのスレッドのみが許可されます。pthread_rwlock_rdlock()関数を使用して読み込みロックを取得し、pthread_rwlock_wrlock()関数を使用して書き込みロックを取得します。
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