Pthread Mutex: pthread_mutex_unlock()耗费大量时间

Question

我用pthread编写了一个多线程程序，使用生产者-消费者模型。

当我使用英特尔VTune profiler分析我的程序时，我发现生产者和消费者在pthread_mutex_unlock上花费了大量时间。我不明白为什么会发生这种事。我认为线程可能会等待很长时间才能获得互斥锁，但释放互斥锁应该很快，对吧？

下面的快照来自英特尔VTune。它显示了消费者尝试从缓冲区获取项目的代码，以及每个代码行所消耗的时间。

我的问题是，为什么pthread_mutex_unlock有这么大的开销？问题出在pthread互斥锁本身还是我使用它的方式上？

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Answer 1

pthread_mutex_unlock()函数将释放互斥对象所引用的互斥对象。但是，释放互斥锁的方式取决于互斥锁的类型属性。如果在调用pthread_mutex_unlock()时，互斥量引用的互斥量对象上有线程被阻塞，导致互斥量变得可用，则调度策略应确定哪个线程将获得该互斥量。

如果互斥类型为PTHREAD_MUTEX_NORMAL，则不提供死锁检测。尝试重新锁定互斥锁会导致死锁。如果线程试图解锁尚未锁定的互斥锁或未锁定的互斥锁，则会导致未定义的行为。

如果互斥类型为PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK，则应提供错误检查。如果线程试图重新锁定已经锁定的互斥锁，则会返回一个错误。如果线程试图解锁未锁定的互斥锁或解锁的互斥锁，则会返回错误。

如果互斥锁类型是PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE，那么互斥锁将保持锁计数的概念。当线程第一次成功获取互斥锁时，锁计数应设置为1。每次线程重新锁定该互斥锁时，锁计数都会递增1。每次线程解锁互斥锁时，锁计数都会递减1。当锁计数达到零时，互斥锁将变得可供其他线程获取。如果线程试图解锁未锁定的互斥锁或解锁的互斥锁，则会返回错误。

如果互斥锁类型为PTHREAD_MUTEX_DEFAULT，则尝试递归锁定互斥锁将导致未定义的行为。如果互斥锁未被调用线程锁定，则尝试解锁该互斥锁会导致未定义的行为。如果互斥锁未锁定，则尝试解锁互斥锁会导致未定义的行为。

我通常更喜欢使用PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE互斥锁，因为在这种情况下，当计数达到零时互斥锁将变为可用，并且调用线程不再对该互斥锁拥有任何锁。