面试题：C语言多线程错误处理之同步问题

使用互斥锁（Mutex）
- 原理：互斥锁用于保护共享资源，同一时间只允许一个线程访问共享数据。当一个线程获取到互斥锁，其他线程就必须等待，直到该线程释放互斥锁。
- 关键代码片段：

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

// 定义共享数据
int shared_data = 0;
// 定义互斥锁
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

// 线程函数
void* thread_function(void* arg) {
    // 加锁
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    // 模拟修改共享数据过程中可能发生错误
    int temp = shared_data;
    // 假设这里出现错误，如计算错误
    temp = temp + 1; 
    shared_data = temp;
    // 解锁
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t thread;
    // 创建线程
    pthread_create(&thread, NULL, thread_function, NULL);
    // 等待线程结束
    pthread_join(thread, NULL);
    // 销毁互斥锁
    pthread_mutex_destroy(&mutex);
    return 0;
}

结合条件变量（Condition Variable）
- 原理：条件变量通常与互斥锁一起使用。当共享数据达到某个条件时，线程可以通过条件变量通知其他等待的线程。在修改共享数据前，线程获取互斥锁，修改完成后，通过条件变量通知其他线程数据已更新。
- 关键代码片段：

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

// 定义共享数据
int shared_data = 0;
// 定义互斥锁
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
// 定义条件变量
pthread_cond_t cond_var = PTHREAD_COND_INITIALIZER;

// 线程函数
void* thread_function(void* arg) {
    // 加锁
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    // 模拟修改共享数据过程中可能发生错误
    int temp = shared_data;
    // 假设这里出现错误，如计算错误
    temp = temp + 1; 
    shared_data = temp;
    // 通知其他线程数据已更新
    pthread_cond_signal(&cond_var);
    // 解锁
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
    return NULL;
}

// 另一个线程函数用于读取共享数据
void* read_thread_function(void* arg) {
    // 加锁
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    // 等待条件变量通知
    pthread_cond_wait(&cond_var, &mutex);
    // 此时共享数据已更新，安全读取
    printf("Shared data: %d\n", shared_data);
    // 解锁
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t thread1, thread2;
    // 创建修改数据的线程
    pthread_create(&thread1, NULL, thread_function, NULL);
    // 创建读取数据的线程
    pthread_create(&thread2, NULL, read_thread_function, NULL);
    // 等待线程结束
    pthread_join(thread1, NULL);
    pthread_join(thread2, NULL);
    // 销毁互斥锁和条件变量
    pthread_mutex_destroy(&mutex);
    pthread_cond_destroy(&cond_var);
    return 0;
}

通过上述方法，利用互斥锁保证同一时间只有一个线程能修改共享数据，结合条件变量可以在数据更新完成后通知其他线程安全地读取，从而避免其他线程读取到错误的中间状态数据。

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