面试题：C语言信号处理函数与竞态条件

可能出现的竞态条件

主线程与信号处理函数之间：主线程在读写共享资源时，可能被信号打断，信号处理函数随即访问共享资源，导致数据不一致。例如，主线程正在进行一个多步骤的写操作（如先修改部分数据，再修改另一部分以完成完整更新），信号处理函数此时介入访问共享资源，可能获取到不完整的数据，或者对不完整的数据状态进行进一步修改，破坏数据的完整性。

解决方法

使用互斥锁（Mutex）
- 在主线程读写共享资源前，先获取互斥锁，操作完成后释放互斥锁。
- 在信号处理函数访问共享资源前，同样获取互斥锁，操作结束后释放。
- 示例代码（简化示意）：

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

pthread_mutex_t mutex;
int shared_resource;

void sig_handler(int signum) {
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    // 信号处理函数中对共享资源的操作
    shared_resource++;
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
}

void* thread_function(void* arg) {
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    // 线程中对共享资源的操作
    shared_resource = 10;
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t thread;
    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);

    signal(SIGUSR1, sig_handler);

    pthread_create(&thread, NULL, thread_function, NULL);

    // 主线程其他操作

    pthread_join(thread, NULL);
    pthread_mutex_destroy(&mutex);
    return 0;
}

使用读写锁（Read - Write Lock）：如果主线程读操作较多，写操作较少，可以使用读写锁。主线程读共享资源时获取读锁，写时获取写锁；信号处理函数如果只写，获取写锁。这样可以允许多个读操作同时进行，但写操作时会独占共享资源，避免读写和写写冲突。
使用原子操作：对于简单的共享资源类型（如整数），可以使用原子操作函数（如__sync_fetch_and_add等，具体取决于编译器和平台）。原子操作保证操作的原子性，即不会被中断，避免竞态条件。例如在信号处理函数和主线程中对shared_resource进行自增操作时可以使用原子操作函数。但原子操作适用场景相对有限，对于复杂数据结构可能无法直接使用。

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面试题：C语言信号处理函数与竞态条件

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可能出现的竞态条件

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