面试题：C语言中多线程同步机制在Linux下的应用

互斥锁、条件变量和信号量的作用及使用场景

互斥锁（Mutex）
- 作用：用于保护共享资源，确保在同一时间只有一个线程能够访问该资源，避免竞态条件（race condition）。它就像一把锁，线程获取锁（lock）后才能访问共享资源，访问完后释放锁（unlock）。
- 使用场景：当多个线程需要访问共享资源，且对共享资源的访问需要原子性操作时使用。例如多个线程对一个全局变量进行读写操作。
条件变量（Condition Variable）
- 作用：条件变量通常和互斥锁一起使用，用于线程间的同步。它允许线程等待某个条件满足，当条件满足时，等待在条件变量上的线程会被唤醒。
- 使用场景：当一个线程需要等待某个特定条件发生才能继续执行时，如生产者 - 消费者模型中，消费者线程需要等待生产者线程生产数据后才能消费。
信号量（Semaphore）
- 作用：信号量是一个计数器，它可以控制同时访问某个资源的线程数量。通过初始化信号量的值来设定允许访问资源的线程上限。
- 使用场景：当需要限制同时访问共享资源的线程数量时使用，比如连接池，限制同时使用的连接数。

使用互斥锁保护共享资源的简单代码

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

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

void* increment_shared_variable(void* arg) {
    // 加锁
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    shared_variable++;
    printf("Thread incremented shared_variable to %d\n", shared_variable);
    // 解锁
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t thread1, thread2;

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

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

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

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

    return 0;
}

在上述代码中，我们定义了一个共享变量shared_variable，并使用互斥锁mutex来保护对它的访问。每个线程在访问shared_variable之前先获取互斥锁，访问完成后释放互斥锁，从而确保了对共享变量的操作是线程安全的。

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面试题：C语言中多线程同步机制在Linux下的应用

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面试题答案

互斥锁、条件变量和信号量的作用及使用场景

使用互斥锁保护共享资源的简单代码