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在C语言中#xff0c;采用多线程编程#xff0c;我们经常会遇到#xff0c;线程之前需要同步数据#xff0c;或者一个线程处理后的的数据#xff0c;需要给另外一个线程进行处理#xff0c;这就需要线程之间进行通讯#xff0c;多线程间的通信和同步是通过操作系统…介绍
在C语言中采用多线程编程我们经常会遇到线程之前需要同步数据或者一个线程处理后的的数据需要给另外一个线程进行处理这就需要线程之间进行通讯多线程间的通信和同步是通过操作系统提供的API实现的。下面是常见的线程间通信和同步机制 互斥量Mutexes用于保护临界区防止多个线程同时访问共享资源造成的数据不一致。POSIX线程库中的pthread_mutex_t类型可用于创建和管理互斥锁。 pthread_mutex_t mutex;
pthread_mutex_init(mutex, NULL);
pthread_mutex_lock(mutex); // 进入临界区前加锁
// 访问共享资源的代码
pthread_mutex_unlock(mutex); // 退出临界区后解锁条件变量Condition Variables配合互斥量使用允许一个线程等待特定条件发生后再继续执行。例如当队列为空时生产者线程等待消费者线程发出通知。 pthread_cond_t cond;
pthread_mutex_t mutex;
pthread_cond_init(cond, NULL);
pthread_mutex_lock(mutex);
while (queue_is_empty()) { // 检查条件pthread_cond_wait(cond, mutex); // 条件不满足则等待
}
// 条件满足处理数据
pthread_mutex_unlock(mutex);信号量Semaphores是一种更通用的同步原语可以用来控制对有限资源的访问数量。POSIX中有sem_t类型的信号量。 sem_t semaphore;
sem_init(semaphore, 0, MAX_THREADS); // 初始化信号量设置最大并发数
sem_wait(semaphore); // 请求资源若资源不足则阻塞
// 使用资源
sem_post(semaphore); // 释放资源事件Events or Binary Semaphores在Windows API中事件对象可以用来指示某个状态的发生线程可以等待这个状态改变。 HANDLE event CreateEvent(NULL, FALSE, FALSE, NULL); // 创建手动重置事件初始状态为未触发
WaitForSingleObject(event, INFINITE); // 等待事件被触发
SetEvent(event); // 触发事件
ResetEvent(event); // 重置事件状态消息队列Message Queues虽然不是所有C语言环境都支持但在某些系统如Windows下线程可以通过消息队列进行通信。一个线程向队列发送消息另一个线程从队列接收并处理这些消息。 // Windows API 示例
PostThreadMessage(threadId, WM_USER, wParam, lParam); // 向指定线程的消息队列发送消息
MSG msg;
GetMessage(msg, NULL, 0, 0); // 接收消息共享内存Shared Memory虽然不是直接的通信方式但通过全局或共享内存区域不同线程可以交换数据。需要注意的是即使使用了共享内存也必须结合上述同步原语来保证操作的原子性和一致性。
总结
每种方法都有其适用场景在实际编程中在保证线程通讯的同时也要保证通讯数据的一致性。
