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我最近偶然发现了我认为 pthreads 库的一种非常奇怪的行为（或者至少它在 Linux Mint 16、Ubuntu EGLIBC 2.17-93ubuntu4、NPTL 2.17、gcc Ubuntu/Linaro 4.8.1-10ubuntu9 中的实现）。

在编译 pthreads 程序时，我不小心忘记将它与 pthreads 库链接（即，我忘记在 gcc 命令行中添加 -lpthread 标志）。但是，我确实编译了启用所有警告（-Wall）的程序，并且绝对没有收到任何警告或错误。当我运行程序时，我想，好像锁根本不起作用。我花了一点时间才弄明白，但最终我发现尽管所有对 pthread_mutex_lock 的调用都返回 0（成功），但并未设置锁（例如，在同一个锁上对 pthread_mutex_lock 的两次连续调用不会暂停执行）。

这是我用来测试和重现行为的概念验证代码：

int main( int argc, char **argv ) {

  pthread_mutex_t mutex;

  pthread_mutex_init( &mutex, NULL );
  pthread_mutex_lock( &mutex );
  pthread_mutex_lock( &mutex );
  pthread_mutex_unlock( &mutex );

  return 0;

}

如果我在没有 -lpthread 标志的情况下编译它，我不会收到任何错误或警告，当我运行它时，它会正常运行并完成执行。

me@mybox /tmp $ gcc -Wall mutex.c -o mutex
me@mybox /tmp $ ./mutex
me@mybox /tmp $

如果我使用 -lpthread 标志编译它，我也不会收到任何错误或警告，但是当我运行它时，它只是挂起（在第二次调用 pthread_mutex_lock 时）——这应该是预期的行为。

me@mybox /tmp $ gcc -Wall mutex.c -o mutex -lpthread
me@mybox /tmp $ ./mutex
^C
me@mybox /tmp $

任何人都可以解释为什么，当 -lpthread 标志被省略时（因此程序没有链接到 pthreads 库），编译器没有显示错误或警告，程序在执行期间也没有显示，但是 pthread_mutex_lock 只返回 0 并且没有拿着锁？

提前感谢您提供的任何线索。

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这只是一个猜测，因为我没有查看代码，但我相信这个想法是允许库代码（系统级或第三方）pthread_mutex_lock在非多线程程序中使用，而不会产生任何开销并且不需要libpthread被链接。由于此类程序没有多个线程，因此不需要任何互斥，并且互斥锁的“虚拟”实现不会引起任何问题，除非互斥锁以不太常规的方式使用（例如，使用pthread_mutex_trylock来观察互斥锁是否已锁定）。

如果我的怀疑是正确的，这可能是“两害相权取其轻”。一方面，当您忘记链接时pthread_mutex_lock，让非工作版本静默失败libpthread是非常错误的。这可能会特别影响使用进程共享互斥锁的程序，这些互斥锁不需要创建线程以便将mmap另一个创建的程序用作进程共享互斥锁，您不会观察到其他链接错误pthread_create。另一方面，没有可用的pthread_mutex_lock符号libpthread会阻止第三方库作者将“线程支持”作为可选功能（以避免必须链接libpthread) 并且可能需要一个实际上不能在多线程程序中安全调用的“初始化线程”函数（这是一个单独的问题，如果您有兴趣，我们可以在一个新问题上讨论）。库作者的这种行为过去非常普遍（在某种程度上仍然如此），并且由于不得不与不能“开箱即用”的库进行斗争，使得多线程编程比应有的痛苦得多在多线程环境中。因此，让人们停止这样做具有很大的价值。

事实上，我的怀疑得到了对这个问题的公认答案的支持：

如何创建仅在链接 pthread 时才使用互斥锁的库？

此外，互斥锁“虚拟实现”的失败并非完全沉默。返回一个错误。你只是不检查它。

于 2014-08-24T19:51:03.300 回答