在C语言中,多线程访问全局变量需要注意线程同步问题,以避免出现数据竞争和不确定的结果。以下是几种常见的方法:
- 使用互斥锁(mutex):在访问全局变量之前,线程先获取互斥锁,访问结束后再释放互斥锁。这样可以确保同一时间只有一个线程能够访问全局变量。
#include <pthread.h>
int global_variable;
pthread_mutex_t mutex;
void* thread_function(void* arg) {
// 获取互斥锁
pthread_mutex_lock(&mutex);
// 访问全局变量
global_variable++;
// 释放互斥锁
pthread_mutex_unlock(&mutex);
return NULL;
}
int main() {
// 初始化互斥锁
pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
// 创建线程
pthread_t thread;
pthread_create(&thread, NULL, thread_function, NULL);
// 等待线程结束
pthread_join(thread, NULL);
// 销毁互斥锁
pthread_mutex_destroy(&mutex);
return 0;
}
- 使用信号量(semaphore):设置一个信号量为1,在访问全局变量之前,线程先执行P操作(等待),访问结束后再执行V操作(释放)。
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
int global_variable;
sem_t sem;
void* thread_function(void* arg) {
// 等待信号量
sem_wait(&sem);
// 访问全局变量
global_variable++;
// 释放信号量
sem_post(&sem);
return NULL;
}
int main() {
// 初始化信号量
sem_init(&sem, 0, 1);
// 创建线程
pthread_t thread;
pthread_create(&thread, NULL, thread_function, NULL);
// 等待线程结束
pthread_join(thread, NULL);
// 销毁信号量
sem_destroy(&sem);
return 0;
}
- 使用条件变量(condition variable):设置一个条件变量和一个互斥锁,线程通过互斥锁来保护对全局变量的访问,在访问之前,线程等待条件变量满足,访问结束后,通过条件变量通知其他等待的线程。
#include <pthread.h>
int global_variable;
pthread_mutex_t mutex;
pthread_cond_t cond;
void* thread_function(void* arg) {
// 获取互斥锁
pthread_mutex_lock(&mutex);
// 等待条件变量满足
while (global_variable == 0) {
pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
}
// 访问全局变量
global_variable++;
// 释放互斥锁
pthread_mutex_unlock(&mutex);
return NULL;
}
int main() {
// 初始化互斥锁和条件变量
pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
pthread_cond_init(&cond, NULL);
// 创建线程
pthread_t thread;
pthread_create(&thread, NULL, thread_function, NULL);
// 修改全局变量,并发送条件变量通知
pthread_mutex_lock(&mutex);
global_variable++;
pthread_cond_signal(&cond);
pthread_mutex_unlock(&mutex);
// 等待线程结束
pthread_join(thread, NULL);
// 销毁互斥锁和条件变量
pthread_mutex_destroy(&mutex);
pthread_cond_destroy(&cond);
return 0;
}
通过以上方法,可以确保多个线程能够安全地访问全局变量,避免数据竞争和不确定的结果。
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