linux之线程同步头歌答案
在Linux操作系统中，线程同步是一个非常重要的概念。线程同步是指多个线程在执行过程中协调彼此，以避免出现冲突和竞争条件。本文将深入探讨Linux中的线程同步机制，包括互斥锁、条件变量、读写锁等内容。
互斥锁
互斥锁是一种最基本的线程同步机制，它可以确保在任何时候只有一个线程能够访问共享资源。当一个线程获得了互斥锁之后，其他线程必须等待该线程释放锁之后才能继续执行。我们可以使用pthread_mutex_init()函数来初始化一个互斥锁，使用pthread_mutex_lock()函数来获取一个互斥锁，使用pthread_mutex_unlock()函数来释放一个互斥锁。
下面是一个简单的示例程序：
c
#include
#include
pthread_mutex_tmutex;
void*thread_func(void*arg)
{
pthread_mutex_lock(&mutex);
printf("Thread%dgotthemutex.\n",*(int*)arg);
pthread_mutex_unlock(&mutex);
returnNULL;
}
intmain()
{
pthread_tt1,t2;
intarg1=1,arg2=2;
pthread_mutex_init(&mutex,NULL);
pthread_create(&t1,NULL,thread_func,&arg1);
pthread_create(&t2,NULL,thread_func,&arg2);
pthread_join(t1,NULL);
pthread_join(t2,NULL);
pthread_mutex_destroy(&mutex);
return0;
}
在这个程序中，我们创建了两个线程，它们都会尝试获取互斥锁。由于互斥锁只能被一个线程持有，因此只有一个线程能够成功获取锁。
条件变量
条件变量是另一种常见的线程同步机制，它可以让线程在满足特定条件之前一直等待。条件变量需要和互斥锁一起使用，以确保在等待条件变量的同时不会发生竞争条件。我们可以使用pthread_cond_init()函数来初始化一个条件变量，使用pthread_cond_wait()函数来等待一个条件变量，使用pthread_cond_signal()函数来唤醒一个等待该条件变量的线程。
下面是一个简单的示例程序：
c
#include
#include
pthread_mutex_tmutex;
pthread_cond_tcond;
void*thread_func(void*arg)
{
pthread_mutex_lock(&mutex);
printf("Thread%diswaiting.\n",*(int*)arg);
pthread_cond_wait(&cond,&mutex);
printf("Thread%disawake.\n",*(int*)arg);
pthread_mutex_unlock(&mutex);
returnNULL;
}
intmain()
{
pthread_tt1,t2;
intarg1=1,arg2=2;
pthread_mutex_init(&mutex,NULL);
pthread_cond_init(&cond,NULL);
pthread_create(&t1,NULL,thread_func,&arg1);
pthread_create(&t2,NULL,thread_func,&arg2);
sleep(1);
printf("Wakeupathread.\n");
pthread_cond_signal(&cond);
sleep(1);
printf("Wakeupallthreads.\n");
pthread_cond_broadcast(&cond);
pthread_join(t1,NULL);
pthread_join(t2,NULL);
pthread_mutex_destroy(&mutex);
pthread_cond_destroy(&cond);
return0;
}
在这个程序中，我们创建了两个线程，它们都会等待条件变量。主线程会在一段时间之后唤醒一个或者所有等待条件变量的线程。
读写锁
读写锁是一种特殊的锁，它可以允许多个线程同时读取共享资源，但是只允许一个线程写入共享资源。这种锁可以提高读操作的并发性能，但是可能会降低写操作的性能。我们可以使用pthread_rwlock_init()函数来初始化一个读写锁，使用pthread_rwlock_rdlock()函数来获取读锁，使用pthread_rwlock_wrlock()函数来获取写锁。
下面是一个简单的示例程序：
c
#include
#include
pthread_rwlock_trwlock;
void*reader_thread(void*arg)
{
while(1){
pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);
printf("Reader%disreading.\n",*(int*)arg);
pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
}
returnNULL;
}
void*writer_thread(void*arg)
{
while(1){
pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);
printf("Writer%diswriting.\n",*(int*)arg);
pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
}
returnNULL;
}
intmain()
{
pthread_tt1,t2,t3,t4;
intarg1=1,arg2=2,arg3=3,arg4=4;
pthread_rwlock_init(&rwlock,NULL);
pthread_create(&t1,NULL,reader_thread,&arg1);
pthread_create(&t2,NULL,reader_thread,&arg2);
pthread_create(&t3,NULL,writer_thread,&arg3);
pthread_create(&t4,NULL,writer_thread,&arg4);
sleep(10);
pthread_cancel(t1);
pthread_cancel(t2);
pthread_cancel(t3);
pthread_cancel(t4);
pthread_join(t1,NULL);
pthread_join(t2,NULL);
pthread_join(t3,NULL);
pthread_join(t4,NULL);
pthread_rwlock_destroy(&rwlock);
return0;
}
在这个程序中，我们创建了两个读线程和两个写线程，它们会尝试获取读锁或者写锁。由于读锁可以被多个线程同时持有，因此两个读线程可以同时执行。而写锁只能被一个线程持有，因此两个写线程只能交替执行。
总结
本文介绍了Linux中的三种常见的线程同步机制：互斥锁、条件变量和读写锁。这些机制可以帮助我们确保多个线程在访问共享资源时不会出现竞争条件和冲突。在实际编程中，我们需要根据具体的情况选择合适的同步机制，以提高程序的性能和稳定性。
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