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互斥锁/信号量实现5个线程同步

article 2025/2/1 8:33:39

互斥锁实现同步

互斥锁保证在同一时刻，只有一个线程可以访问共享资源，从而实现了线程同步。

思路

1 创建互斥锁(1个)
        pthread_mutex_t mutex;
2 初始化互斥锁
        所有线程开始执行前，pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
3 创建线程(5个)
        pthread_create(&threads[i], NULL, thread_function, arg);
        每个线程函数，临界区开始处用 pthread_mutex_lock 加锁，
        结束用 pthread_mutex_unlock 解锁。
4 等待 threads[i] 结束
        pthread_join(threads[i], NULL);
5 销毁互斥锁
        pthread_mutex_destroy(&mutex);

代码

#define NUM_THREADS 5

pthread_mutex_t mutex;//创建一个互斥锁

void *thread_function(void *arg) {
    int thread_id = *(int *)arg;
    free(arg);

    pthread_mutex_lock(&mutex);
    printf("线程%d\n", thread_id);
    pthread_mutex_unlock(&mutex);

    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t threads[NUM_THREADS];
    
    // 初始化互斥锁
    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);

	//创建5个线程
    for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i++) {
        int *arg = malloc(sizeof(int));
        *arg = i;
        pthread_create(&threads[i], NULL, thread_function, arg);
    }
	//等待 threads[i] 结束
    for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i++) {
        pthread_join(threads[i], NULL);
    }

    // 销毁互斥锁
    pthread_mutex_destroy(&mutex);

    return 0;
}

运行结果

信号量实现同步

互斥锁适用于需要严格互斥的情况，而信号量则提供了更灵活的同步控制。

思路

1 创建信号量(1个)
        sem_t semaphore;
2 初始化信号量，初始值为1
        sem_init(&semaphore, 0, 1);
3 创建线程(5个)
        pthread_create(&threads[i], NULL, thread_function, arg);
        每个线程函数，临界区开始处用  sem_wait 减少信号量的值，阻塞线程直到值大于0。
        结束处用 sem_post 增加信号量的值，从而允许其他线程进入临界区。
4 等待 threads[i] 结束
        pthread_join(threads[i], NULL);
5 销毁信号量
        sem_destroy(&semaphore);

代码

#define NUM_THREADS 5

sem_t semaphore;//创建信号量

void *thread_function(void *arg) {
    int thread_id = *(int *)arg;
    free(arg);

    sem_wait(&semaphore);
    printf("线程%d\n", thread_id);
    sem_post(&semaphore);

    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t threads[NUM_THREADS];

    // 初始化信号量，初始值为1
    sem_init(&semaphore, 0, 1);、

    //创建5个线程
    for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i++) {
        int *arg = malloc(sizeof(int));
        *arg = i;
        pthread_create(&threads[i], NULL, thread_function, arg);
    }
    
	//等待 threads[i] 结束
    for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i++) {
        pthread_join(threads[i], NULL);
    }

    // 销毁信号量
    sem_destroy(&semaphore);

    return 0;
}