如何使用 pthread_mutex_destroy 在 Linux 中安全、正确地销毁互斥锁​​？

Question

我阅读了APUE 3rd，11.6.1 Mutexes，本章中有一个关于锁定和解锁互斥锁的示例：

struct foo {
    int             f_count;
    pthread_mutex_t f_lock;
    int             f_id;
    /* ... more stuff here ... */
};

struct foo *
foo_alloc(int id) /* allocate the object */
{
    struct foo *fp;

    if ((fp = malloc(sizeof(struct foo))) != NULL) {
        fp->f_count = 1;
        fp->f_id = id;
        if (pthread_mutex_init(&fp->f_lock, NULL) != 0) {
            free(fp);
            return(NULL);
        }
        /* ... continue initialization ... */
    }
    return(fp);
}

void
foo_hold(struct foo *fp) /* add a reference to the object */
{
    pthread_mutex_lock(&fp->f_lock);
    fp->f_count++;
    pthread_mutex_unlock(&fp->f_lock);
}

void
foo_rele(struct foo *fp) /* release a reference to the object */
{
    pthread_mutex_lock(&fp->f_lock);
    if (--fp->f_count == 0) { /* last reference */
        pthread_mutex_unlock(&fp->f_lock);
        pthread_mutex_destroy(&fp->f_lock);
        free(fp);
    } else {
        pthread_mutex_unlock(&fp->f_lock);
    }
}

在foo_rele中，pthread_mutex_unlock和pthread_mutex_destroy之间存在竞争条件：B线程可以在A线程的pthread_mutex_unlock和pthread_mutex_destroy之间调用pthread_mutex_lock 这将导致未定义的行为（“尝试销毁锁定的互斥体会导致未定义的行为”）。

我说的对吗？如果我是对的，那么如何使其正常工作或如何使用pthread_mutex_destroy 在 Linux 中安全正确地销毁互斥锁​​？

Answer 1

pthread_mutex_destroy() 的 POSIX 规范说：

销毁已解锁的已初始化互斥锁应该是安全的。

这意味着如果线程 B 在 foo_rele() 的 if 语句的 else 子句中调用 pthread_mutex_unlock() ，那么线程 A 调用 pthread_mutex_destroy() 是安全的，因为它只能在线程 B 之后到达那里pthread_mutex_unlock() 调用已解锁互斥锁。

所有这一切都假设引用计数是正确的，因此在线程 A 解锁互斥锁后，其他一些线程无法将计数从 0 增加到 1。换句话说，在 refcount 下降到 0 的那一刻，不可能有另一个线程可能调用foo_hold()。

APUE 在示例代码后面的解释中提到了这一点：

在这个例子中，我们忽略了线程在调用foo_hold之前是如何找到对象的。即使引用计数为零，如果另一个线程在调用foo_hold 时在互斥体上阻塞，那么foo_rele 释放对象的内存也是错误的。我们可以通过确保在释放内存之前找不到对象来避免这个问题。我们将在下面的示例中看到如何做到这一点。