用纯软件来代替Mutex互斥锁的方法可以用在多线程中吗？

一、前言

在上一篇文章中，介绍了一种纯软件算法，用来实现临界区的保护功能。

首先明确一下：如果利用操作系统提供的互斥锁可以实现我需要的功能，我肯定使用互斥锁，之所以介绍 Peterson 这个算法，主要是因为它比较有意思，很小巧，可以为我们带来一些“规范的”编程之外的一些想法。

后台也有一些小伙伴对这个算法发表了一些留言，只要有想法都非常好，就怕不去想。

其中有位朋友提到，这个算法只能用在 2 个线程中，是否有其他的类似算法，可以用在多线程中？

晚上下班后，我就花了点时间找到下面的这个算法，分享一下！

二、Micha Hofri 算法

这个算法我没有找到名字，暂且以作者的名字来称呼这个算法吧！

算法截图：

从算法的主体代码看，Hofri 算法主要是扩展了 Peterson 算法，都是使用 2 个全局变量数组来控制哪个线程可以进入临界区。

这个算法的论证比较复杂，都是一些数学方面的证明，文章在这里：Proof of a Mutual Exclusion Algorithm－－ A ｀Class＇ic Example， 1989 年发表，感兴趣的小伙伴可以自行去烧脑研究。

三、测试代码 

／／ 线程操作的资源
static int num ＝ 0；
／／ 创建 10 个线程
＃define THREAD＿NUM      10
／／ 这 2 个全局变量控制算法
int flag［THREAD＿NUM］ ＝ ｛0 ｝；
int turn［THREAD＿NUM － 1］ ＝ ｛0｝；
／／ 这是线程函数
void ＊thread＿routine（void ＊arg）
｛
   int index ＝ ＊（int ＊）arg；
   for （int i ＝ 0； i ＜ 10000； ＋＋i） ／／ 线程循环次数
   ｛
       for （int j ＝ 1； j ＜ THREAD＿NUM － 1； j＋＋）
       ｛
           flag［index］ ＝ j；
           turn［j］ ＝ index；
   L：
           for （int k ＝ 1； k ＜ THREAD＿NUM； ＋＋k）
           ｛
               if （k ＝＝ index） continue；
               if （（flag［k］ ＞＝ j） ＆＆ turn［j］ ＝＝ index）
                   goto L；
           ｝
       ｝
       flag［index］ ＝ THREAD＿NUM；
       ／／ 关键代码段
       num＋＋；
       flag［index］ ＝ 0；
   ｝
   return NULL；
｝
void test（）
｛
   ／／ 用来传递线程的索引
   int index［THREAD＿NUM］ ＝ ｛0｝；
   创建多个线程，执行同一个函数
   pthread＿t t［THREAD＿NUM］；
   for （int i ＝ 0； i ＜ THREAD＿NUM； ＋＋i）
   ｛
       index［i］ ＝ i；
       pthread＿create（＆t［i］， NULL， thread＿routine， ＆index［i］）；
   ｝
｝

编译、执行，所有线程执行结束后，共享资源 num 变量可以得到正确的结果。

四、总结

还是重复一下文章开头说的话，这里的算法仅仅是说明它可以完成保护临界区的功能，但是在实际项目中，真心不建议这么来用，毕竟代码的可维护性是非常重要的！