linux之线程同步实验报告

    最近在学习Linux多线程编程，通过实验深入理解了线程同步的重要性和互斥锁、条件变量的使用方法。在这篇文章中，我将分享我的学习经验和心得，希望对初学者有所帮助。

    一、线程同步的概念与应用

    在多线程编程中，由于多个线程共享进程的资源（如全局变量、文件等），容易引发数据竞争和死锁等问题。因此，需要使用同步机制来保证多个线程之间的协调和顺序执行。

    二、互斥锁的使用

    互斥锁是最基本也是最常用的同步机制之一，它可以保证在任意时刻只有一个线程能够访问共享资源。下面通过一个例子来介绍互斥锁的使用方法。

    代码示例：

    c

    #include<stdio.h>

    #include<stdlib.h>

    #include<pthread.h>

    pthread_mutex_tmutex;

    intcount=0;

    void*thread_func(void*arg)

    {

    inti;

    for(i=0;i<100000;i++){

    pthread_mutex_lock(&mutex);

    count++;

    pthread_mutex_unlock(&mutex);

    }

    returnNULL;

    }

    intmain()

    {

    pthread_tt1,t2;

    pthread_mutex_init(&mutex,NULL);

    pthread_create(&t1,NULL,thread_func,NULL);

    pthread_create(&t2,NULL,thread_func,NULL);

    pthread_join(t1,NULL);

    pthread_join(t2,NULL);

    printf("count:%d\n",count);

    pthread_mutex_destroy(&mutex);

    return0;

    }

    在上面的代码中，我们定义了一个互斥锁`mutex`和一个全局变量`count`，然后创建两个线程`t1`和`t2`，每个线程都会对`count`进行100000次自增操作。由于多个线程会同时访问共享资源`count`，因此需要使用互斥锁来保证同一时刻只有一个线程能够访问。

    三、条件变量的使用

    条件变量是另一种常用的同步机制，它可以让线程在满足特定条件时才能够继续执行。下面通过一个例子来介绍条件变量的使用方法。

    代码示例：

    c

    #include<stdio.h>

    #include<stdlib.h>

    #include<pthread.h>

    pthread_mutex_tmutex;

    pthread_cond_tcond;

    intcount=0;

    void*thread_func(void*arg)

    {

    inti;

    for(i=0;i<10;i++){

    pthread_mutex_lock(&mutex);

    while(count%3!=(int)arg){//等待条件满足

    pthread_cond_wait(&cond,&mutex);

    }

    printf("%c",'a'+(int)arg);

    count++;

    pthread_cond_broadcast(&cond);//唤醒所有等待线程

    pthread_mutex_unlock(&mutex);

    }

    returnNULL;

    }

    intmain()

    {

    pthread_tt1,t2,t3;

    pthread_mutex_init(&mutex,NULL);

    pthread_cond_init(&cond,NULL);

    pthread_create(&t1,NULL,thread_func,(void*)0);

    pthread_create(&t2,NULL,thread_func,(void*)1);

    pthread_create(&t3,NULL,thread_func,(void*)2);

    pthread_join(t1,NULL);

    pthread_join(t2,NULL);

    pthread_join(t3,NULL);

    printf("\n");

    pthread_mutex_destroy(&mutex);

    pthread_cond_destroy(&cond);

    return0;

    }

    在上面的代码中，我们定义了一个条件变量`cond`和一个全局变量`count`，然后创建三个线程`t1`、`t2`和`t3`，每个线程都会打印10个字母。由于要求打印的字母按照`abcabcabc...`的顺序交替出现，因此需要使用条件变量来保证每个线程在满足特定条件时才能够继续执行。

    四、总结

    通过本次实验，我深刻理解了线程同步的重要性和互斥锁、条件变量的使用方法。在实际开发中，应该根据具体情况选择合适的同步机制，并严格遵循同步机制的使用规范，以避免出现数据竞争、死锁等问题。

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