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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。