创建多线程锁链的疑问

【求问help】我正在学习linux c 的多线程和互斥锁
里面的一个经典例子要求按顺序不断地输出a、b、c
解法是在一个循环里创建3个线程，每个线程获得一把独立的互斥锁，建立一条锁链，即上游线程输出了一个字符后，自动解开下游线程的锁，以此将四个线程首尾链接在一起，然后大家一起等待第一个线程解锁

我不能理解的是下面这段循环的代码，第一次循环的时候就已经上了第一把锁了，到第二次循环的时候又上了另一把锁，可是此时第一把锁并没有解开，后面那句创建线程的代码岂不是被锁住了？还怎么执行呢？

当然这段代码实际上并没有问题，我只是想知道自己哪里理解错了，谢谢！

pthread_mutex_t mutex[3];

for(i = 0; i<3; i++)
{
    pthread_mutex_init(mutex+i,NULL);
    pthread_mutex_lock(mutex+i);

    err = pthread_create(tid+i, NULL, thread_print, (void *)i);
    //err判断省略
}
pthread_mutex_unlock(mutex);

谢谢大家的回答，我没想到会有这么多人帮忙解答，甚至画图写代码来帮我理解，真的非常感谢
每个人的回答和代码我都认真看了一遍，引起我很多的思考，最后也是看懂了，互斥锁是用来处理线程间的问题，不是单个线程的问题，对于单个线程不管加多少把锁不管加在什么地方都没有意义，只要不重复上同一把锁就不可能把自己给锁住，我的疑问主要就是这个，当然也有一些之前一直没有仔细思考的地方也弄清楚了，还有我并不怀疑多线程的并行执行的机制
为了结题我得采纳一个，考虑从最早回答的和最能理解我的问题的症结的大哥里面选一个了，其他各位抱歉了哈，再次感谢！

你这段代码没有问题，具体要看你的线程回调里是怎么写的，首先你循环里的锁初始化上锁的逻辑，对于每个锁都是独立的，互不影响

如果你把 pthread_mutex_lock改成同一把锁 mutex，那么在循环中就会被锁住的
有更多多线程问题，或者其他解惑都可以找我，望采纳

题主，这个问题我来替你解决，若有帮助，还望采纳，点击回答右侧采纳即可。

这段代码定义了一个长度为3的pthread_mutex_t类型的数组mutex，并初始化数组中的元素，然后用pthread_mutex_lock对数组中的元素进行了加锁操作，保证了线程在访问这些共享变量时的互斥性。

接下来，代码使用pthread_create创建了3个线程，并将线程函数thread_print的参数设置为0、1、2。该函数将在线程中输出对应的参数值，并在输出后解锁对应的mutex数组元素，以释放锁定状态。

最后的pthread_mutex_unlock操作将mutex数组的第一个元素解锁，释放了锁定状态，以供其他的线程访问该共享变量。这里应该将pthread_mutex_unlock(mutex)改为pthread_mutex_unlock(mutex+0)，以明确解锁的是mutex数组的第一个元素。

你的问题在于对互斥锁和线程创建的理解上。

首先，互斥锁mutex在创建和初始化后，需要显式地调用pthread_mutex_lock函数才能上锁，而调用pthread_mutex_init函数只是初始化锁的状态，并不上锁。因此，在第一次循环中，只有当线程执行到pthread_mutex_lock(mutex+i);时，才会对互斥锁上锁。

其次，pthread_create函数是异步的，即它不会等待新创建的线程执行完毕才返回。当pthread_create函数成功创建并启动一个新的线程后，它会立即返回，不会等待该线程完成。因此，在第一次循环中，当pthread_create函数启动一个新的线程后，它会立即返回到循环的下一轮，并不会因为线程尚未执行到解锁操作而"被锁住"。

最后，注意在多线程编程中，每个线程都有其独立的运行路径和执行顺序，因此，即使在主线程中按照特定的顺序（例如按照循环的顺序）创建了线程，也不能保证这些线程会按照同样的顺序执行。实际上，这些线程可能会以任意顺序执行。因此，在实际的多线程编程中，通常需要使用某种形式的同步机制（例如互斥锁、条件变量、信号量等）来确保线程按照预期的顺序执行。

对于你给出的代码，实际上在每个线程开始执行之前，对应的互斥锁已经被上锁了。因此，当一个线程执行到解锁操作时，只有该线程自己能够获得该互斥锁。其他线程必须等待该互斥锁被解锁后才能获得。这样就能确保每个线程都能按照预期的顺序执行。

引用皆我百晓生小程序回复内容作答：

在这段代码中，每次循环都初始化了一个新的互斥锁并上锁。之所以可以在第二次循环时上另一把锁而不会被锁住，是因为每个线程在调用pthread_mutex_lock时都会阻塞等待锁被解开。因此，当第一个线程创建完并调用pthread_mutex_lock后，它会进入阻塞状态，而第二个线程在调用pthread_create之前不会进入执行状态，也就是不会被锁住，第二个线程创建完并调用pthread_mutex_lock后也会进入阻塞状态，以此类推。

最后一句pthread_mutex_unlock(mutex)是解开第一个线程的锁，让所有线程开始执行。所以在循环结束后，所有线程都会被阻塞在pthread_mutex_lock处，直到pthread_mutex_unlock(mutex)被调用。

因此，整个循环的目的是为了创建并启动三个线程，并让它们在初始化时就阻塞在互斥锁上，等到所有线程都创建完后再通过pthread_mutex_unlock解开第一个线程的锁，从而让所有线程一起开始执行。

你的问题在于对pthread_mutex_lock和pthread_mutex_unlock的理解。

在C语言中，pthread_mutex_lock函数用于锁定一个互斥锁。如果该互斥锁已经被其他线程锁定，那么调用该函数的线程将会被阻塞，直到该互斥锁被解锁。

在你的代码中，你在循环的每一次迭代中都创建了一个新的互斥锁，并立即将其锁定。这意味着在第一次迭代中，第一把锁被锁定。在第二次迭代中，第二把锁被锁定，但是这并不影响第一把锁的锁定状态。互斥锁是独立的，一次迭代中的锁定并不会影响其他迭代中的锁定。

然后，你创建了一个线程来执行thread_print函数，这个函数将会解锁对应的互斥锁。这意味着，当thread_print函数执行时，对应的互斥锁将会被解锁，允许其他线程锁定该互斥锁。

最后，你调用pthread_mutex_unlock函数来解锁所有的互斥锁。这个调用将会唤醒所有被互斥锁阻塞的线程，允许它们继续执行。然而，这个调用并不会解锁任何互斥锁。它只是向所有被互斥锁阻塞的线程发送一个信号，告诉它们可以尝试锁定互斥锁了。

所以，你的代码是正确的，它创建了一个互斥锁链，每个线程都会解锁它之前锁定的互斥锁，从而保证输出的字符按照顺序a、b、c进行。

引用gpt作答
在这段代码中，每一次循环中的pthread_mutex_lock(mutex+i)是为了让当前线程获取锁，以确保每个线程在开始执行之前都被阻塞。而在下一次循环时，虽然新的锁被上锁了，但是之前的锁并不会继续堵塞后面的代码执行。这是因为在当前线程被阻塞之后，操作系统会调度其他线程执行，直到该线程获得了锁并解锁后才会继续执行。所以后面的创建线程的代码并不会被锁住。

具体来说，第一次循环之后，第一个线程已经进入了阻塞状态（因为pthread_mutex_lock(mutex)是阻塞操作），但是后续的代码依然会执行，其中包括创建第二个线程并为其上锁。此时第一个线程会在其他线程的执行过程中等待，直到其他线程解锁后，它才会被操作系统调度回来继续执行。

所以不用担心后面的代码会被锁住，每个线程会在适当的时机获得对应的锁并解锁，继续执行后面的代码逻辑。这样就能够按照预期的顺序输出"a"、"b"、"c"。

希望可以帮到你！如果还有其他问题，请随时提问。

你的疑惑很理解，但实际上这段代码是正确的，因为在这里锁住的是不同的互斥锁(mutex[0]、mutex[1]、mutex[2])，而不是同一个锁。

让我解释一下这段代码的执行流程：

首先，你创建了一个包含3个互斥锁的数组 mutex，并对每个互斥锁进行初始化。这一部分是正确的。
然后，你进入一个循环，循环3次，对每次循环，你初始化一个互斥锁并立即将其锁住。这意味着在每次循环中，你会创建一个新的互斥锁，并将其锁住，这是为了确保每个线程都开始在一个被锁住的状态下。
接着，你创建了一个线程，并将 thread_print 函数作为线程的执行函数，传递了一个参数 (void *)i。这个参数 i 指示线程是在数组 mutex 中的第几个互斥锁上等待。这里并不会被锁住，因为线程只是等待一个条件（互斥锁被解锁）。
最后，在循环的最后，你解锁了第一个互斥锁 mutex[0]，这会触发第一个线程开始执行。一旦第一个线程执行完毕，它会解锁 mutex[1]，然后第二个线程开始执行，以此类推。

总结一下，虽然在每次循环中你创建了一个新的互斥锁并将其锁住，但这些互斥锁是不同的，并不会互相阻塞。因为你在每次循环中都会解锁上一个互斥锁，从而触发下一个线程的执行，实现了按顺序输出 "a"、"b"、"c" 的目标。所以，这段代码是有效的，没有问题。

该回答通过自己思路及引用到GPTᴼᴾᴱᴺᴬᴵ搜索,得到内容具体如下：
在这个循环中，每次迭代都会创建一个新的线程，并为该线程初始化一个互斥锁。在第一次迭代时，第一个互斥锁（mutex[0]）被上锁，因为在创建线程之前调用了pthread_mutex_lock(mutex+i)。

在第二次迭代时，第二个互斥锁（mutex[1]）也被上锁，但是请注意，这并不会影响第一个线程的执行。原因是锁是与线程关联的，而不是与迭代循环关联的。虽然在第二次迭代时上了另一把锁，但第一个线程仍然持有第一个锁，它并不受第二把锁的影响。

创建线程的代码pthread_create(tid+i, NULL, thread_print, (void *)i)不会被锁住，因为创建线程和互斥锁操作是在不同的线程上执行的。创建线程仅仅是指定了线程的执行函数和参数，并不会受到互斥锁的影响。因此，后续的线程创建操作不会被第一个锁所阻塞。

在循环的最后，通过pthread_mutex_unlock(mutex)解锁了第一个互斥锁，这样所有线程都可以开始执行了。

总结起来，通过循环创建多个线程和互斥锁时，虽然在每次迭代中都会上锁一个新的互斥锁，但是这些锁是独立的，不会相互影响。创建线程的操作不会被互斥锁所阻塞，只有在调用pthread_mutex_lock时才会受到互斥锁的影响。

希望这个解释能够帮助您理解这段代码的执行流程。

如果以上回答对您有所帮助，点击一下采纳该答案～谢谢

参考gpt：
结合自己分析给你如下建议：
首先，您需要明白这段代码的目的是创建一个循环的锁链，即每个线程都等待上一个线程解锁，然后输出一个字符，再解锁下一个线程，直到回到第一个线程。为了实现这个效果，需要在创建线程之前就对所有的互斥锁进行加锁，然后在创建线程之后再对第一个互斥锁进行解锁，从而启动循环。
其次，您需要注意这段代码中的pthread_create函数是非阻塞的，即它不会等待线程执行完毕才返回，而是立即返回，并将线程的标识符存储在tid数组中。因此，当您在循环中调用pthread_create函数时，并不会被互斥锁阻塞，而是会继续执行下一次循环，直到创建了三个线程。
最后，您需要理解这段代码中的三个线程是并发执行的，即它们不会按照创建的顺序依次执行，而是根据系统的调度算法随机执行。因此，当您在循环结束后对第一个互斥锁进行解锁时，并不一定是第一个线程先获得锁，而是任意一个等待该锁的线程都有可能获得锁。当一个线程获得锁后，它会输出一个字符，并对下一个互斥锁进行解锁，从而唤醒另一个等待该锁的线程。这样就形成了一个循环的锁链。

【以下回答由 GPT 生成】

这段代码是为了创建多个线程并对它们加锁，以便按顺序输出字符a、b、c。下面解释这段代码的流程和原理：

创建了一个包含3把互斥锁的mutex数组，在循环中对每个互斥锁进行初始化。
循环中的每个线程通过pthread_mutex_lock(mutex+i)获取对应互斥锁的所有权，并将其锁住。
在每个线程锁住后，调用pthread_create创建线程，并将线程的id存储在tid数组中。
在循环结束后，通过pthread_mutex_unlock(mutex)解锁第一个互斥锁。

对于你的疑问，确实在第二次循环时，第一把锁是被锁住的，但是这并不影响后面的代码的执行。因为锁对互斥锁的操作是原子的，即一个线程锁住互斥锁后，其他线程无法获得同一把互斥锁的所有权，只能等待解锁。

所以在这段代码中，使用pthread_mutex_lock(mutex+i)锁住了第i把互斥锁，然后创建了一个新线程。因为这个线程会运行在一个单独的上下文中，所以它可以获得已经创建的互斥锁的所有权。当线程运行到对应位置时，它会解锁互斥锁并等待下一把锁的解锁。只有当前一把锁解锁后，下一把锁才能被获取。

总结一下，这段代码通过循环创建了多个线程，并使用互斥锁将它们按顺序链接起来。虽然在循环过程中会有后面的线程在前面的线程锁住的互斥锁上等待，但是由于锁的特性，不会导致程序无法继续执行。

希望以上解释能够帮助你理解这段代码的原理和运行机制。如果还有疑问，请提出。

【相关推荐】

你可以看下这个问题的回答https://ask.csdn.net/questions/7492977
你也可以参考下这篇文章：C语言：有一篇文章，共有3行文字，每行有80个字符，要求分别统计出其英文大写字母，小写字母，数字，空格以及其他符号的个数
您还可以看一下李宇豪老师的微信小程序支付&退款&物流接口思路讲解（付前后台代码+数据库文件）课程中的课程全面介绍小节, 巩固相关知识点
除此之外, 这篇博客: 纸牌游戏（C语言实现）中的星期天小哼和小哈约在一起玩桌游，他们正在玩一个非常古怪的扑克游戏——“小猫钓鱼”。游戏的规则是这样的：将一副扑克牌平均分成两份，每人拿一份。小哼先拿出手中的第一张扑克牌放在桌上，然后小哈也拿出手中的第一张扑克牌，并放在小哼刚打出的扑克牌的上面，就像这样两人交替出牌。出牌时，如果某人打出的牌与桌上某张牌的牌面相同，即可将两张相同的牌及其中间所夹的牌全部取走，并依次放到自己手中牌的末尾。当任意一人手中的牌全部出完时，游戏结束，对手获胜。部分也许能够解决你的问题。

如果你已经解决了该问题, 非常希望你能够分享一下解决方案, 写成博客, 将相关链接放在评论区, 以帮助更多的人 ^-^

看一下这个代码


#include <stdio.h>  
#include <pthread.h>  
  
pthread_mutex_t lock1 = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;  // 初始化互斥锁  
pthread_mutex_t lock2 = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;  
pthread_mutex_t lock3 = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;  
  
void* print_a(void* arg) {  
    pthread_mutex_lock(&lock1);  // 获取互斥锁1  
    printf("a");  
    pthread_mutex_unlock(&lock1);  // 释放互斥锁1  
    return NULL;  
}  
  
void* print_b(void* arg) {  
    pthread_mutex_lock(&lock2);  // 获取互斥锁2  
    printf("b");  
    pthread_mutex_unlock(&lock2);  // 释放互斥锁2  
    return NULL;  
}  
  
void* print_c(void* arg) {  
    pthread_mutex_lock(&lock3);  // 获取互斥锁3  
    printf("c");  
    pthread_mutex_unlock(&lock3);  // 释放互斥锁3  
    return NULL;  
}  
  
int main() {  
    pthread_t thread1, thread2, thread3;  
    // 创建线程1，执行print_a函数  
    pthread_create(&thread1, NULL, print_a, NULL);  
    // 创建线程2，执行print_b函数  
    pthread_create(&thread2, NULL, print_b, NULL);  
    // 创建线程3，执行print_c函数  
    pthread_create(&thread3, NULL, print_c, NULL);  
    // 等待线程1、线程2、线程3执行完毕  
    pthread_join(thread1, NULL);  
    pthread_join(thread2, NULL);  
    pthread_join(thread3, NULL);  
    return 0;  
}

你的理解存在一些误解。这个程序的工作方式是：

在循环中，为每个互斥锁进行初始化并加锁，然后创建一个新的线程，每个线程都会执行 thread_print 函数。此时，所有的线程都处于等待状态，因为互斥锁是上锁的。
当 thread_print 函数被执行时，每个线程会尝试解锁其对应的互斥锁。例如，第一个线程会解锁 mutex[0]。
当 mutex[0] 被解锁后，tid[0] 线程可以继续执行，然后它会尝试解锁 mutex[1]。
这个过程会持续进行，直到所有的互斥锁都被解锁，所有的线程都可以同时执行。

所以，你的问题中的理解错误在于，你假设在创建第二个线程时第一个线程还未解锁。实际上，在创建线程时，所有线程都会立即开始执行，因此当第二个线程被创建时，第一个线程已经解锁了。

最后要注意的是，pthread_mutex_unlock(mutex); 这行代码实际上是无效的。这是因为你在这里传递的是指向整个 mutex 数组的指针，而不是某个具体的互斥锁。如果你想解锁所有的互斥锁，你应该在循环中解锁每个单独的互斥锁，例如：

for(i = 0; i<3; i++)  
{  
    pthread_mutex_unlock(mutex+i);  
}

这样就可以确保在创建新的线程之前所有的锁都被解锁了。

援引讯飞星火：
你的理解是正确的，这段代码确实存在问题。在循环中，每次循环都会上锁并创建一个新的线程，但是只有当所有线程都创建完毕后，才会解锁。这就导致了在创建线程的过程中，其他线程被锁住了，无法执行。

为了解决这个问题，你可以将解锁操作放在循环外，确保所有线程创建完毕后再解锁。修改后的代码如下：

pthread_mutex_t mutex[3];
 
for(i = 0; i<3; i++)
{
    pthread_mutex_init(mutex+i,NULL);
    pthread_mutex_lock(mutex+i);
 
    err = pthread_create(tid+i, NULL, thread_print, (void *)i);
    //err判断省略
}

for(i = 0; i<3; i++)
{
    pthread_mutex_unlock(mutex+i);
}

这样，在创建线程的过程中，其他线程不会被锁住，可以正常执行。

这段代码的目的是初始化三个互斥锁（mutex[0]、mutex[1]、mutex[2]）并将它们都锁住，然后创建三个线程（tid[0]、tid[1]、tid[2]）来执行 thread_print 函数。每个线程在执行前都会被 pthread_mutex_lock 函数锁住，直到某个线程执行 pthread_mutex_unlock(mutex); 解锁了其中一个互斥锁，其他线程才能继续执行。
请注意，这个循环的目的是初始化互斥锁和创建线程，而不是多次锁住它们。每个线程的锁都是独立的，因此在初始化时可以分别锁住它们。在后续的代码中，这些线程将竞争这些锁，并且只有一个线程能够获得其中一个锁并解锁，这才允许其他线程继续执行。
因此，在这段代码中，线程的创建和锁的初始化不会相互干扰，它们是独立的操作。只有在执行 pthread_mutex_unlock(mutex); 时，才会解锁一个互斥锁，从而允许其中一个线程继续执行。其他线程会等待直到该互斥锁被解锁。
这种方式确保了线程在开始时都被阻塞，只有一个线程能够先获得锁并执行。这是一个常见的多线程同步模式，用于按特定顺序控制线程的执行。

你的理解存在一些误解。首先，pthread_mutex_lock(mutex+i);这行代码在每次循环中都会锁定互斥锁，所以每次只有一个线程能够获得锁并执行。

其次，pthread_mutex_unlock(mutex);这行代码实际上是解锁了数组中的最后一个互斥锁（因为数组是从0开始索引的），但是这并不影响其他线程获得它们各自锁的锁定，因为每个线程都有其自己的锁。

所以，你的担忧是多余的。在创建线程之后，每个线程会依次锁定它自己的互斥锁并执行。当一个线程释放它的锁时，下一个等待该锁的线程将能够获取该锁并执行。这样，你的四个线程就能够按照顺序执行。

总的来说，每个线程都有其自己的锁，并且每个线程都会等待它自己的锁被释放。所以，即使在创建线程之后，主线程没有释放所有互斥锁，也不会阻止其他线程的执行。

#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>  
#include <pthread.h>  
  
void *thread_function(void *arg) {  
    int id = *((int *)arg);  
    pthread_mutex_t *mutex = (pthread_mutex_t *)arg;  
  
    printf("Thread %d is waiting for the lock...\n", id);  
    pthread_mutex_lock(mutex);  
    printf("Thread %d acquired the lock!\n", id);  
  
    // 这里是线程执行的代码  
    // ...  
  
    pthread_mutex_unlock(mutex);  
    printf("Thread %d released the lock.\n", id);  
  
    pthread_exit(NULL);  
}  
  
int main() {  
    int i;  
    pthread_t threads[3];  
    pthread_mutex_t mutex[3];  
    int mutex_values[3] = {0, 1, 2};  
  
    for (i = 0; i < 3; i++) {  
        pthread_mutex_init(&mutex[i], NULL);  
        pthread_mutex_lock(&mutex[i]);  
        pthread_create(&threads[i], NULL, thread_function, (void *)&mutex_values[i]);  
    }  
  
    for (i = 0; i < 3; i++) {  
        pthread_join(threads[i], NULL);  
        pthread_mutex_unlock(&mutex[i]);  
    }  
  
    for (i = 0; i < 3; i++) {  
        pthread_mutex_destroy(&mutex[i]);  
    }  
  
    return 0;  
}

创建了三个线程，每个线程都获得一个互斥锁。线程会等待获取锁，然后执行代码，最后释放锁。主线程会等待所有线程完成并释放所有互斥锁，最后销毁互斥锁。

当你在循环中调用pthread_create函数时，你实际上是在等待每个线程都启动起来，然后再继续循环。这样就不会出现你担心的情况，因为每个线程都已经拥有了自己的互斥锁，只是还没有解开而已

详解linux多线程——互斥锁、条件变量、读写锁、自旋锁、信号量 - 知乎一、互斥锁（同步）在多任务操作系统中，同时运行的多个任务可能都需要使用同一种资源。这个过程有点类似于，公司部门里，我在使用着打印机打印东西的同时（还没有打印完），别人刚好也在此刻使用打印机打印东西…

https://zhuanlan.zhihu.com/p/161010435

Linux C 多线程编程之互斥锁与条件变量实例详解 - 知乎一、互斥锁互斥量从本质上说就是一把锁, 提供对共享资源的保护访问。 1. 初始化:在Linux下, 线程的互斥量数据类型是pthread_mutex_t. 在使用前, 要对它进行初始化: 对于静态分配的互斥量, 可以把它设置为PTHREAD_M…

https://zhuanlan.zhihu.com/p/65600957

看起来好像会有一个死锁的问题。但实际上，这段代码并不会产生死锁，因为在这个循环内，每个线程都会获得一个不同的互斥锁，而不会因为一个线程持有多个锁而导致死锁。
让我解释一下为什么这段代码不会出现死锁的情况：首先，你创建了一个互斥锁数组 mutex，包含了3个互斥锁，分别用于控制线程a、b、c的执行顺序。在循环中，你为每个互斥锁调用了 pthread_mutex_init 进行初始化，并立即对每个锁执行了 pthread_mutex_lock 操作，这会使每个互斥锁都进入了锁定状态。接下来，你创建了3个线程，每个线程都会在 thread_print 函数中尝试获得一个互斥锁来执行相应的任务，而且线程的创建是并行的。线程a、b、c在各自的 thread_print 函数中会尝试获得互斥锁，但由于互斥锁的初始状态是锁定的，它们会被阻塞，直到对应的互斥锁被解锁。互斥锁的解锁是在后续的循环迭代中完成的。当一个线程成功完成任务并解锁了相应的互斥锁时，下一个线程才能继续执行。这样，线程a解锁了线程b等待的锁，线程b解锁了线程c等待的锁，依此类推。
因此，虽然初始时所有线程都被阻塞在锁定状态，但它们会按照你期望的顺序依次解锁并执行，而不会发生死锁。这是因为线程的创建和锁的解锁是并行执行的，不会相互阻塞。所以，这段代码是正确的，可以实现按顺序不断地输出a、b、c。希望这个解释能够帮助你理解为什么不会出现死锁的情况。