面试题：C语言中互斥锁的初始化与基本使用

Question

在Linux环境下，使用C语言编写一个简单的多线程程序，利用互斥锁来确保共享资源（例如一个全局整型变量）的安全访问。要求展示互斥锁的初始化、加锁、解锁过程，并且每个线程对共享资源进行递增操作100次，最后输出共享资源的最终值。

Answer 1

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

// 定义共享资源
int shared_variable = 0;
// 定义互斥锁
pthread_mutex_t mutex;

// 线程函数
void* increment(void* arg) {
    for (int i = 0; i < 100; ++i) {
        // 加锁
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        shared_variable++;
        // 解锁
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
    }
    return NULL;
}

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

    pthread_t thread1, thread2;

    // 创建线程
    pthread_create(&thread1, NULL, increment, NULL);
    pthread_create(&thread2, NULL, increment, NULL);

    // 等待线程结束
    pthread_join(thread1, NULL);
    pthread_join(thread2, NULL);

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

    printf("Final value of shared variable: %d\n", shared_variable);

    return 0;
}

1. 共享资源定义：定义了一个全局整型变量shared_variable作为共享资源。
2. 互斥锁定义：定义了一个pthread_mutex_t类型的互斥锁mutex。
3. 线程函数increment：
   • 在循环中，每次对共享资源shared_variable进行递增操作前，使用pthread_mutex_lock加锁。
   • 递增操作完成后，使用pthread_mutex_unlock解锁。
4. main函数：
   • 使用pthread_mutex_init初始化互斥锁。
   • 创建两个线程，每个线程都执行increment函数。
   • 使用pthread_join等待两个线程执行完毕。
   • 使用pthread_mutex_destroy销毁互斥锁。
   • 最后输出共享资源shared_variable的最终值。