Linux多线程编程详解：同步与互斥

"本文主要介绍了Linux环境下的多线程编程，包括进程与线程的概念、使用线程的优势、线程操作的函数、线程的互斥与同步，并提供了一个具体的面试题作为示例来深入讲解这些概念。" 1、进程与线程 在Linux操作系统中，进程是系统资源分配的基本单位，拥有独立的地址空间，当一个进程崩溃时，不影响其他进程。而线程是执行的最小单位，属于进程的一部分，多个线程共享同一进程的资源，包括地址空间。线程间的切换开销比进程小，但若线程异常退出，可能导致整个进程崩溃。 2、使用线程的理由 多线程的使用可以提高程序的并行度，降低资源消耗。因为线程共享进程的地址空间，通信和数据交换更为便捷，且创建和销毁线程的速度比创建和销毁进程快。此外，多线程适合处理需要并发执行且需要共享数据的任务。 3、有关线程操作的函数 在Linux的POSIX线程模型中，主要的线程操作函数包括`pthread_create`用于创建新线程，`pthread_join`用于等待线程结束，`pthread_exit`用于线程退出，`pthread_mutex_init`和`pthread_mutex_lock/unlock`用于线程互斥，以及`pthread_cond_init`、`pthread_cond_wait/notify`用于线程同步。 4、线程之间的互斥 线程互斥是通过互斥锁实现的，确保同一时间只有一个线程访问临界区，避免数据竞争。`pthread_mutex_lock`用于获取锁，`pthread_mutex_unlock`用于释放锁。当一个线程持有锁时，其他试图获取锁的线程将被阻塞。 5、线程之间的同步 线程同步通常通过条件变量、信号量等方式实现。例如，`pthread_cond_wait`和`pthread_cond_signal/broadcast`用于线程间通信，当满足特定条件时，一个线程唤醒另一个或多个等待的线程。 6、试题最终代码 这个问题可以通过使用互斥锁和条件变量来解决。线程1首先获取锁，打印信息并改变标志，然后释放锁并等待条件变量。线程2获取锁，打印信息并改变标志，释放锁并发送信号唤醒线程1。主线程则在检查标志变化时判断是否退出。 总结，Linux下的多线程编程是提高程序效率和并发能力的重要手段，理解并熟练掌握线程的创建、同步和互斥机制对于编写高效并发程序至关重要。通过实际的编程练习和理论学习，开发者可以更好地理解和运用这些知识。