Linux多线程编程实战：互斥锁与生产者消费者模型

本实验是Linux编程技术中的一个重要实践环节，主要针对多线程编程进行深入学习。实验目标旨在让学生掌握线程的基本概念和操作方法，理解线程间同步互斥的基本原理，并能应用这些原理解决实际问题。实验内容包括以下几个关键部分： 1. **线程基础操作**： - 学习如何在Linux环境下定义全局变量key，这在多线程编程中是共享数据的重要载体。 - 创建并管理两个线程，一个线程（function1）负责设置key的值为字符串"hello world"，并在执行过程中打印线程ID和key的值。 - 另一个线程（function2）设置key为整数6，等待一段时间后向线程一发送取消请求，使得线程一在接收到信号后退出，并在结束时打印相关信息。 2. **线程同步与互斥**： - 通过互斥锁（pthread_mutex_t）来确保线程间的同步，防止多个线程同时修改或访问全局变量key，保证数据一致性。 - 线程一在接收到取消请求后，使用pthread_cancel和pthread_exit进行优雅的线程终止，避免数据混乱。 3. **生产者消费者模型**： - 实现多线程下的生产者消费者模型，涉及至少两个生产者和两个消费者，这种模型常用于模拟资源池的管理，例如消息队列或缓冲区的填充和消耗。生产者负责生成数据放入队列，消费者则负责消费数据。 实验步骤和调试过程中，学生需要熟悉并使用C语言的多线程库pthread，如pthread_create、pthread_join、pthread_mutex_init等函数，以及错误处理机制，如检查errno和使用printf进行调试。在编写代码时，要特别注意线程安全问题，避免竞态条件和死锁的发生。 通过这个实验，学生不仅能够提升编程技能，还能加深对操作系统中并发控制的理解，从而为今后的软件开发项目打下坚实的基础。实践中遇到的问题和解决方案也是评估理解和掌握程度的关键。