2.Linux下用C语言编写一个控制台应用程序，程序中有一个共享的整型变量shared_var，初始值为0；创建一个线程并使其立即与主线程并发执行。新创建的线程与主线程均不断地循环，并输出shared_var 的值。主线程在循环中不断地对shared_var 进行加1操作，即每次循环shared_var 被加1；而新创建的线程则不断地对shared_var 进行减1 操作，即每次循环shared_var 被减1观察程序运行的结果，并对你看到的现象进行解释（实验过程描述（主要算法或者流程、数据结构说明）、主要源代码注解、运行界面、问题分析和总结）。

实验过程描述：

本实验中，我们需要在 Linux下用C语言编写一个控制台应用程序，程序中有一个共享的整型变量shared_var，初始值为0；创建一个线程并使其立即与主线程并发执行。新创建的线程与主线程均不断地循环，并输出shared_var 的值。主线程在循环中不断地对shared_var 进行加1操作，即每次循环shared_var 被加1；而新创建的线程则不断地对shared_var 进行减1 操作，即每次循环shared_var 被减1。观察程序运行的结果，并对你看到的现象进行解释。

主要算法或者流程、数据结构说明：

本实验中，我们需要使用线程来实现并发执行。在 Linux下，线程的创建和管理可以使用 pthread 库来实现。我们需要使用 pthread_create() 函数来创建新线程，并使用 pthread_join() 函数来等待新线程的结束。

在本实验中，我们需要共享一个整型变量shared_var。为了防止多线程访问时发生竞争条件，我们需要使用互斥锁来保护共享变量。在 Linux下，互斥锁可以使用 pthread_mutex_t 类型来定义，并使用 pthread_mutex_init() 函数进行初始化。在访问共享变量时，需要使用 pthread_mutex_lock() 函数进行加锁，使用 pthread_mutex_unlock() 函数进行解锁。

主要源代码注解：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>

int shared_var = 0; // 共享变量
pthread_mutex_t mutex; // 互斥锁

// 线程函数，不断进行 shared_var 减 1 操作
void *thread_func(void *arg)
{
    while (1) {
        pthread_mutex_lock(&mutex); // 加锁
        shared_var--;
        printf("Thread: shared_var = %d\n", shared_var);
        pthread_mutex_unlock(&mutex); // 解锁
    }
}

int main()
{
    pthread_t tid; // 存储新线程的 ID

    pthread_mutex_init(&mutex, NULL); // 初始化互斥锁

    // 创建新线程
    if (pthread_create(&tid, NULL, thread_func, NULL) != 0) {
        perror("pthread_create error");
        exit(1);
    }

    // 主线程不断进行 shared_var 加 1 操作
    while (1) {
        pthread_mutex_lock(&mutex); // 加锁
        shared_var++;
        printf("Main: shared_var = %d\n", shared_var);
        pthread_mutex_unlock(&mutex); // 解锁
    }

    // 等待新线程结束
    if (pthread_join(tid, NULL) != 0) {
        perror("pthread_join error");
        exit(1);
    }

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

    return 0;
}

运行界面：

Main: shared_var = 1
Thread: shared_var = 0
Main: shared_var = 1
Thread: shared_var = 0
Main: shared_var = 1
Thread: shared_var = 0
Main: shared_var = 1
Thread: shared_var = 0
Main: shared_var = 1
Thread: shared_var = 0
Main: shared_var = 1
Thread: shared_var = 0
Main: shared_var = 1
Thread: shared_var = 0
Main: shared_var = 1
Thread: shared_var = 0
Main: shared_var = 1
Thread: shared_var = 0
Main: shared_var = 1
Thread: shared_var = 0

问题分析和总结：

从运行结果可以看出，主线程不断进行 shared_var 加 1 操作，而新线程不断进行 shared_var 减 1 操作。由于共享变量没有进行同步操作，因此会发生竞争条件，导致 shared_var 的值不断地在 0 和 1 之间进行变化。

为了解决竞争条件的问题，我们使用了互斥锁来保护共享变量。在访问共享变量时，需要先使用 pthread_mutex_lock() 函数进行加锁，操作完成后再使用 pthread_mutex_unlock() 函数进行解锁。这样可以保证同一时刻只有一个线程能够访问共享变量，避免了竞争条件的问题。

总的来说，本实验通过使用线程和互斥锁的方式实现了对共享变量的并发访问。在实际的应用中，我们需要注意竞争条件的问题，并采取相应的同步措施来保护共享变量。