1.1 封装的功能

• 类中主要是Linux下三种锁进行封装，将锁的创建于销毁函数封装在类的构造与析构函数中，实现RAII机制
• 将重复使用的代码封装为函数，减少代码的重复，使其更简洁

RAII机制

• RAII全称是“Resource Acquisition is Initialization”，直译过来是“资源获取即初始化”.
• 在构造函数中申请分配资源，在析构函数中释放资源。因为C++的语言机制保证了，当一个对象创建的时候，自动调用构造函数，当对象超出作用域的时候会自动调用析构函数。所以，在RAII的指导下，我们应该使用类来管理资源，将资源和对象的生命周期绑定
• RAII的核心思想是将资源或者状态与对象的生命周期绑定，通过C++的语言机制，实现资源和状态的安全管理,智能指针是RAII最好的例子

1.2 信号量和互斥量有什么不同？条件变量呢

0. 互斥量用于线程的互斥，信号量用于线程的同步。

   这是互斥量和信号量的根本区别，也就是互斥和同步之间的区别。

   互斥：是指某一资源同时只允许一个访问者对其进行访问，具有唯一性和排它性。但互斥无法限制访问者对资源的访问顺序，即访问是无序的。

   同步：是指在互斥的基础上（大多数情况），通过其它机制实现访问者对资源的有序访问。在大多数情况下，同步已经实现了互斥，特别是所有写入资源的情况必定是互斥的。少数情况是指可以允许多个访问者同时访问资源

1. 互斥量值只能为0/1，信号量值可以为非负整数。

   也就是说，一个互斥量只能用于一个资源的互斥访问，它不能实现多个资源的多线程互斥问题。信号量可以实现多个同类资源的多线程互斥和同步。当信号量为单值信号量时，也可以完成一个资源的互斥访问。

2. 互斥量的加锁和解锁必须由同一线程分别对应使用，信号量可以由一个线程释放，另一个线程得到。

条件变量：pthread提供的一种同步机制（利用互斥量，作用有点类似信号量，但不是） 互斥量允许或阻塞对临界区的访问，条件变量则允许线程由于一些未达到的条件而阻塞。这两者经常结合使用。

#include<iostream>
#include<semaphore.h>
using namespace std; 
​
typedef union
{
  char __size[__SIZEOF_SEM_T];
  long int __align;
} sem_t;
​
#  define __SIZEOF_PTHREAD_MUTEX_T 40
typedef union
{
  struct __pthread_mutex_s __data;
  char __size[__SIZEOF_PTHREAD_MUTEX_T];
  long int __align;
} pthread_mutex_t;
​
int main(){
    cout<< sizeof(sem_t) << endl;               // 32字节
    cout<< sizeof(__pthread_mutex_s) << endl;   // 40字节
    cout<< sizeof(pthread_mutex_t) << endl;     // 40字节
    return 1;
}

1.3 实现

信号量

信号量是一种特殊的变量，它只能取自然数值并且只支持两种操作：等待(P)和信号(V).假设有信号量SV，对其的P、V操作如下：

• P，如果SV的值大于0，则将其减一；若SV的值为0，则挂起执行
• V，如果有其他进行因为等待SV而挂起，则唤醒；若没有，则将SV值加一

信号量的取值可以是任何自然数，最常用的，最简单的信号量是二进制信号量，只有0和1两个值.

• sem_init函数用于初始化一个未命名的信号量
• sem_destory函数用于销毁信号量
• sem_wait函数将以原子操作方式将信号量减一,信号量为0时,sem_wait阻塞
• sem_post函数以原子操作方式将信号量加一,信号量大于0时,唤醒调用sem_post的线程

以上，成功返回0，失败返回errno

互斥量

互斥锁,也成互斥量,可以保护关键代码段,以确保独占式访问.当进入关键代码段,获得互斥锁将其加锁;离开关键代码段,唤醒等待该互斥锁的线程.

• pthread_mutex_init函数用于初始化互斥锁
• pthread_mutex_destory函数用于销毁互斥锁
• pthread_mutex_lock函数以原子操作方式给互斥锁加锁
• pthread_mutex_unlock函数以原子操作方式给互斥锁解锁

以上，成功返回0，失败返回errno

条件变量

条件变量提供了一种线程间的通知机制,当某个共享数据达到某个值时,唤醒等待这个共享数据的线程.

• pthread_cond_init函数用于初始化条件变量
• pthread_cond_destory函数销毁条件变量
• pthread_cond_broadcast函数以广播的方式唤醒所有等待目标条件变量的线程
• pthread_cond_wait函数用于等待目标条件变量.该函数调用时需要传入 mutex参数(加锁的互斥锁) ,函数执行时,先把调用线程放入条件变量的请求队列,然后将互斥锁mutex解锁,当函数成功返回为0时,互斥锁会再次被锁上. 也就是说函数内部会有一次解锁和加锁操作.