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在多线程编程中，同步输出是一个罕见的须要，特别是在须要多个线程独特输出信息到同一个输出流（如把持台）时。C言语供给了多种同步机制，如互斥锁（mutex）、前提变量跟旌旗灯号量（semaphore），可能帮助我们实现线程间的同步，确保输出的分歧性跟正确性。以下是一些常用的技能跟方法。
1. 利用互斥锁（Mutex）
互斥锁是同步输出中最常用的机制，它可能确保在同一时辰只有一个线程可能拜访共享资本（如输出流）。
1.1 互斥锁的基本利用
#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
pthread_mutex_t lock;
void* thread_function(void* arg) {
pthread_mutex_lock(&lock); // 获取互斥锁
printf("Thread %d is printing...\n", *(int*)arg);
pthread_mutex_unlock(&lock); // 开释互斥锁
return NULL;
}
int main() {
pthread_t threads[10];
int thread_ids[10];
for (int i = 0; i < 10; i++) {
thread_ids[i] = i;
pthread_create(&threads[i], NULL, thread_function, &thread_ids[i]);
}
for (int i = 0; i < 10; i++) {
pthread_join(threads[i], NULL);
}
return 0;
}
1.2 留神事项
- 在多线程顺序中，全部对共享资本的拜访都应当被互斥锁保护。
- 避免在持有互斥锁的情况下履行梗阻操纵，如等待输入或挪用体系挪用。
2. 利用前提变量（Condition Variable）
前提变量用于线程间的通信，它容许一个线程在某个前提不满意时等待，直到另一个线程经由过程另一个线程改变前提来唤醒它。
2.1 前提变量的基本利用
#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
pthread_mutex_t lock;
pthread_cond_t cond;
void* producer(void* arg) {
pthread_mutex_lock(&lock);
printf("Producer is producing...\n");
pthread_cond_signal(&cond);
pthread_mutex_unlock(&lock);
return NULL;
}
void* consumer(void* arg) {
pthread_mutex_lock(&lock);
pthread_cond_wait(&cond, &lock);
printf("Consumer is consuming...\n");
pthread_mutex_unlock(&lock);
return NULL;
}
int main() {
pthread_t producer_thread, consumer_thread;
pthread_create(&producer_thread, NULL, producer, NULL);
pthread_create(&consumer_thread, NULL, consumer, NULL);
pthread_join(producer_thread, NULL);
pthread_join(consumer_thread, NULL);
return 0;
}
2.2 留神事项
- 前提变量应当与互斥锁一同利用，以确保线程保险。
- 避免在前提变量上履行不须要的操纵，如多次挪用
pthread_cond_signal。
3. 利用旌旗灯号量（Semaphore）
旌旗灯号量是一种更通用的同步机制，它可能用来把持对多个资本的拜访。
3.1 旌旗灯号量的基本利用
#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
pthread_sem_t sem;
void* thread_function(void* arg) {
pthread_sem_wait(&sem);
printf("Thread %d is printing...\n", *(int*)arg);
pthread_sem_post(&sem);
return NULL;
}
int main() {
pthread_t threads[10];
int thread_ids[10];
pthread_sem_init(&sem, 1, 1);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
thread_ids[i] = i;
pthread_create(&threads[i], NULL, thread_function, &thread_ids[i]);
}
for (int i = 0; i < 10; i++) {
pthread_join(threads[i], NULL);
}
pthread_sem_destroy(&sem);
return 0;
}
3.2 留神事项
- 旌旗灯号量的初始化值应当根据现实须要来设置。
- 在多线程顺序中，全部对旌旗灯号量的操纵都应当被互斥锁保护。
总结
经由过程以上方法，我们可能轻松实现C言语中的多线程同步输出。在现实利用中，根据具体须要抉择合适的同步机制，并留神避免罕见的同步错误，如逝世锁跟资本竞争。