线程锁的必要性

比如一个多线程抢票程序，tickets作为临界资源，所有的线程都要对它进行判断ticket是否大于0，以及ticket–的操作。用ticket–操作举例，虽然他看起来是一行C语言的代码，但是实际上它的底层汇编经历了三个阶段，分别是load命令，减法命令，以及store命令。

由于线程是不断在切换的，因此一个线程在执行完load命令之后，很可能还没来得及做减法或者写回操作，就被切走了。CPU开始执行下一个线程。所以就会出现tickets为负数的情况。

锁的原理

我们发现，tickets是所有线程都可以看到的资源，因此是临界资源。而锁也是所有线程都可以看到的资源，那么为什么它不会造成线程安全问题呢？这是因为加锁和解锁的过程是原子性的。它的关键在于:只使用一条汇编，就将内存中的数据和CPU寄存器中的数据进行交换了。

进程终止

进程终止时系统不会自动释放所持有的互斥锁、读写锁和Posix信号量，进程终止时内核总是自动清理的唯一同步锁类型是fcntl记录锁。System V信号量，应用程序可以选择进程终止时内核是否自动清理某个信号量。

要理解这一过程，首先要理解上下文数据的概念。其实就是线程被切换后它的PCB中保存着执行的数据。

当线程A到来时，假设它要抢锁，目前其他线程没有它来的快。它的寄存器al的数据现在是0，执行交换操作，将内存中mutex的值交换给A的寄存器al中，此时线程A的al值为1，内存中mutex的值为0。

当线程A被切换走时(是带着上下文数据1一起被切走的)，线程B到来，它的al寄存器中的值为0(线程设置的是自己的上下文数据，互相不冲突)，进行交换mutex的值和al寄存器的值(0和0交换)，最终B拿到的值是0，发生挂起等待。此时就可以根据每个线程的al中寄存器的值判断是哪一个线程抢到了锁，从而只允许该线程访问临时资源。当A访问完资源后，释放锁，唤醒等待的线程，并将mutex的值置为1。

注意，拿到锁的A在访问临时资源的时候还是会被切换的，只不过其他线程此时无法访问临时资源。

站在其他线程的视角，要么A没有申请锁不能访问临界资源，要么A申请锁了访问了临界资源。因此线程A访问临界资源的动作具有原子性。

线程终止

(1)一个线程也可以在持有某个互斥锁期间终止，自己调用pthread_exit或被另一个线程取消。如果线程调用pthread_exit资源终止时，这时它应该知道自己还持有一个互斥锁(对于程序员来说)，如果是被另一个线程取消的情况，线程可以安装清楚处理程序(pthread_cleanup_push)，在被取消时调用来释放相应的锁。

(2)对于线程意外操作导致进程终止的情况，就和进程终止时相同。