mutex(互斥量)
mutux即互斥量，也就是常说的互斥锁，尽管名称不含lock，但是称之为锁，也是没有太大问题的。mutes无疑是最常见的多线程同步方式，其思想简单粗暴，多线程共享一个互斥量，然后线程之间去竞争。得到锁的线程可以进入临界区执行代码

// 声明一个互斥量    
pthread_mutex_t mtx;// 初始化 
pthread_mutex_init(&mtx, NULL);// 加锁 
pthread_mutex_lock(&mtx);// 解锁 
pthread_mutex_unlock(&mtx);// 销毁
pthread_mutex_destroy(&mtx); 

mutex是睡眠等待类型的锁，当线程抢互斥锁资源失败的时候，线程会陷入休眠，优点是节省CPU资源，缺点是休眠唤醒会消耗一点时间，自从Linux 2.6版以后，mutex完全用futex的API实现了，内部系统调用的开销大大减小。值得一提的是，pthread的锁一般都有一个trylock的函数。比如对于互斥量

ret = pthread_mutex_trylock(&mtx);
if (0 == ret) { // 加锁成功... pthread_mutex_unlock(&mtx);
} else if(EBUSY == ret){ // 锁正在被使用;... 
}

pthread_mutex_trylock用于以非阻塞的模式来请求互斥量，就好比各种IO函数都有一个nonblock的模式一样，加锁这件事也有类似的非阻塞模式

当线程尝试加锁时，如果锁已经被其他线程锁定，该线程就会被阻塞住，直到能成功acquire。但有时候我们不希望这样。pthread_mutex_trylock在被其他线程锁定时，会返回特殊错误码，加锁成返回0，仅当成功的时候，我们才能解锁在后面进行解锁操作

C++11开始引入多线程库，其中也包含了互斥锁的API：std::mutex
此外，依据同一线程是否能多次加锁，把互斥量又分为以下两类：
是：成为递归互斥量，也称可重入锁
否：即非递归互斥量，也称不可重入锁
若同一线程对非递归的互斥量多次加锁，可能会造成死锁。递归互斥量则无此风险。C++11中有递归互斥量的API：std::recursive_mutex。对于pthread则可以通过mutex添加PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE属性的方式来使用递归互斥量：

// 声明一个互斥量 
pthread_mutex_t mtx; 
// 声明一个互斥量的属性变量 
pthread_mutexattr_t mtx_attr;  
// 初始化互斥量的属性变量 
pthread_mutexattr_init(&mtx_attr); 
// 设置递归互斥量的属性 
pthread_mutexattr_settype(&mtx_attr, PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE);  
// 把属性赋值给互斥量 
pthread_mutext_init(&mtx, &mutext_attr);  

然而对于递归互斥量和可重入锁的使用则需要克制

condition variable(条件变量）
请注意条件变量不是锁，它是一种线程间的通信机制，并且几乎总是和互斥量一起使用的。所以互斥量和条件变量两者一般都是成套出现的。比如C++中也有条件变量的API std::condition_variable
对于pthread:

// 声明一个互斥量      
pthread_mutex_t mtx; 
// 声明一个条件变量 
pthread_cond_t cond; 
...  
// 初始化  
pthread_mutex_init(&mtx, NULL); 
pthread_cond_init(&cond, NULL);  
// 加锁   
pthread_mutex_lock(&mtx); 
// 加锁成功，等待条件变量触发 
pthread_cond_wait(&cond, &mtx);  
... 
// 加锁   
pthread_mutex_lock(&mtx); 
pthread_cond_signal(&cond); 
...  
// 解锁  
pthread_mutex_unlock(&mtx); 
// 销毁 
pthread_mutex_destroy(&mtx); 

pthread_cond_wait函数会把条件变量和互斥量都传入，并且多线程调用的时候条件变量和互斥量一定要一一对应，不能一个条件变量在不同线程中wait的时候传入不同的互斥量，否则是未定义结果

关于是先解锁互斥量还是先进行条件变量的通知，是一个比较大的议题，有种论断说：先解锁互斥量再通知条件变量可以减少多余的上下文切换，从而提高效率。这种说法是基于一种实现假设：先通知条件变量，再解锁。可能让其他等待条件变量的线程被唤醒了，但是此时互斥量还没解锁，从而再次陷入休眠，然而对于另外一些实现，比如Linux系统，则通过等待变形解决了这一问题，所以先通知再解锁也没有问题

另外在使用条件变量的过程中有个稍微违反直觉的写发，那就是使用while做判断状态是否满足而不是if，这样做的原因有二
1.避免惊群
2.避免某些情况下线程被虚假唤醒

read-write lock(读写锁)
顾名思义[读写锁]就是对于临界区区分读和写，再读多写少的场景下，不加区分的使用互斥量显然是有点浪费的。此时便该上演读写锁的拿手好戏

读写锁有一个别称叫[共享-独占锁]。不过单看[共享-独占锁]或者[读写锁]这两个名称，其实并未区分对于读和写，到底谁共享，谁独占，可能会让人误以为读写锁时一种更为泛化的称呼，其实不是。读写锁的含义是准确的：是一种“读共享，写独占”的锁

读写锁的特性：
1.当读写锁被加了写锁时，其他线程对该锁加读锁或者写锁都会阻塞（不是失败)
2.当读写锁倍加了读锁时，其他线程对该锁加写锁会阻塞，加读锁会成功
因而适用于多读少写的场景

// 声明一个读写锁 
pthread_rwlock_t rwlock; 
... 
// 在读之前加读锁 
pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);  
... 共享资源的读操作  
// 读完释放锁 
pthread_rwlock_unlock(&rwlock);  
// 在写之前加写锁 
pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);   
... 共享资源的写操作  
// 写完释放锁 
pthread_rwlock_unlock(&rwlock);  
// 销毁读写锁 
pthread_rwlock_destroy(&rwlock); 

其实加读锁和加写锁这两个说法可能会造成误导，让人误以为是由两把锁，其实读写锁是一个锁。所谓加读锁和加写锁，准确的说法可能是[给读写锁加读模式的锁定和加写模式的锁定]

读写锁和互斥量一样也有trylock函数，也是以非阻塞的形式来请求锁，不会导致阻塞

另外多读少些的场景有些特殊场景，可以用特殊的数据结构减少锁使用
1.多读但写的线性结构。用数组实现环形队列，避免vector等动态扩张的数据结构，写在结尾，由于单写因而可以不加锁；读在开头，由于多读(避免重复消费)所以需要加一下锁(互斥量就行)
2.多读单写的KV，可以使用双缓冲的数据结构来实现。double buffer同名的概念比较多，这里指的是forground和backgroud两个buffer进行切换的[0-1切换]技术。比如实现动态加载配置文件的时候，可能会再切换间隙加一个短暂的互斥量，但是基本可以认为是lock free的

spinlock(自旋锁)
自旋之名颇为玄妙，第一次听闻常让人略觉高大。但和无数个好似『故意把简单概念复杂化』的计算机术语一样，自旋锁的本质简单的难以置信。

要了解自旋锁，首先了解自旋。什么是自旋（spin）呢？更为通俗的一个词是『忙等待』（busy waiting）。最最通俗的一个理解，其实就是死循环……。

单看使用方法和使用互斥量的代码是差不多的。只不过自旋锁不会引起线程休眠。当共享资源的状态不满足的时候，自旋锁会不停地循环检测状态。因为不会陷入休眠，而是忙等待的方式也就不需要条件变量。

这是优点也是缺点。不休眠就不会引起上下文切换，但是会比较浪费CPU。

// 声明一个自旋锁变量 
pthread_spinlock_t spinlock;  
// 初始化    
pthread_spin_init(&spinlock, 0);  
// 加锁   
pthread_spin_lock(&spinlock);  
// 解锁  
pthread_spin_unlock(&spinlock);  
// 销毁   
pthread_spin_destroy(&spinlock);

pthread_spin_init函数的第二个参数名为pshared（int类型）。表示的是是否能进程间共享自旋锁。这被称之为Thread Process-Shared Synchronization。互斥量的通过属性也可以把互斥量设置成进程间共享的。pshared有两个枚举值：

PTHREAD_PROCESS_PRIVATE：仅同进程下读线程可以使用该自旋锁
PTHREAD_PROCESS_SHARED：不同进程下的线程可以使用该自旋锁
在Linux上的glibc中这两个枚举值分别是0和1（Mac上不是）。所以通常也会看到直接传0的代码。你可能觉得不使用宏，直接用数字硬编码不是一个好习惯。的确，妥妥的Magic Number，但还有一个有趣的事实你需要了解：并不是所有实现都支持自旋锁设置两种pshared。比如：

int pthread_spin_init (pthread_spinlock_t *lock, int pshared) {     /* Relaxed MO is fine because this is an initializing store.  */     	atomic_store_relaxed (lock, 0);     return0; 
} 

所以直接传0可能也无伤大雅。

自旋锁 VS 互斥量+条件变量 孰优孰劣？肯定要看具体的使用场景，当你不知道在你的使用场景下这两种锁该用哪个的时候，那就是用互斥量吧！或者通过压测的判断，不过大多数时候我们好像并不需要这么一个pthread的自旋锁