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在多線程編程中，同步輸出是一個罕見的須要，特別是在須要多個線程獨特輸出信息到同一個輸出流（如把持台）時。C言語供給了多種同步機制，如互斥鎖（mutex）、前提變數跟旌旗燈號量（semaphore），可能幫助我們實現線程間的同步，確保輸出的一致性跟正確性。以下是一些常用的技能跟方法。
1. 利用互斥鎖（Mutex）
互斥鎖是同步輸出中最常用的機制，它可能確保在同一時辰只有一個線程可能拜訪共享資本（如輸出流）。
1.1 互斥鎖的基本利用
#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
pthread_mutex_t lock;
void* thread_function(void* arg) {
pthread_mutex_lock(&lock); // 獲取互斥鎖
printf("Thread %d is printing...\n", *(int*)arg);
pthread_mutex_unlock(&lock); // 開釋互斥鎖
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 注意事項
- 在多線程順序中，全部對共享資本的拜訪都應當被互斥鎖保護。
- 避免在持有互斥鎖的情況下履行梗阻操縱，如等待輸入或挪用體系挪用。
2. 利用前提變數（Condition Variable）
前提變數用於線程間的通信，它容許一個線程在某個前提不滿意時等待，直到另一個線程經由過程另一個線程改變前提來喚醒它。
2.1 前提變數的基本利用
#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 注意事項
- 前提變數應當與互斥鎖一起利用，以確保線程保險。
- 避免在前提變數上履行不須要的操縱，如多次挪用
pthread_cond_signal。
3. 利用旌旗燈號量（Semaphore）
旌旗燈號量是一種更通用的同步機制，它可能用來把持對多個資本的拜訪。
3.1 旌旗燈號量的基本利用
#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 注意事項
- 旌旗燈號量的初始化值應當根據現實須要來設置。
- 在多線程順序中，全部對旌旗燈號量的操縱都應當被互斥鎖保護。
總結
經由過程以上方法，我們可能輕鬆實現C言語中的多線程同步輸出。在現實利用中，根據具體須要抉擇合適的同步機制，並注意避免罕見的同步錯誤，如逝世鎖跟資本競爭。