面试题：并发与同步：互斥锁在多线程场景中的应用

Question

假设有一个多线程程序，多个线程需要访问共享资源。请描述如何使用互斥锁来保证共享资源的安全访问，并且用伪代码展示实现过程。

Answer 1

1. 互斥锁原理：
   • 互斥锁（Mutex，即Mutual Exclusion的缩写）是一种特殊的二元信号量，它只有两种状态：锁定（locked）和解锁（unlocked）。
   • 当一个线程想要访问共享资源时，它首先需要获取互斥锁。如果互斥锁处于解锁状态，该线程可以获取它并将其设置为锁定状态，然后安全地访问共享资源。当线程完成对共享资源的访问后，它必须释放互斥锁，将其状态设置为解锁，以便其他线程可以获取它来访问共享资源。这样可以保证在同一时间只有一个线程能够访问共享资源，从而避免数据竞争和不一致问题。
2. 伪代码实现：

// 定义互斥锁
mutex sharedMutex

// 共享资源
sharedResource

// 线程函数
threadFunction() {
    // 获取互斥锁
    acquire(sharedMutex)
    // 访问共享资源
    access(sharedResource)
    // 释放互斥锁
    release(sharedMutex)
}

在上述伪代码中，acquire 函数用于获取互斥锁，如果互斥锁已经被其他线程锁定，调用 acquire 的线程将被阻塞，直到互斥锁被释放。release 函数用于释放互斥锁，使其他线程有机会获取它。通过这种方式，多个线程对 sharedResource 的访问就可以得到有效的保护。