C言語で多重スレッドを使用して、グローバル変数にアクセスする方法は何ですか？

1年 ago
桜, 春樹
2 minutes

C言語では、グローバル変数にアクセスする場合、スレッド同期の問題に注意する必要があり、データ競合や不確定な結果を避けるためのいくつかの一般的な方法があります。

  1. グローバル変数にアクセスする前に、スレッドはミューテックスを取得し、アクセスが終了したらミューテックスを解放します。これにより、同時に1つのスレッドしかグローバル変数にアクセスできないことが保証されます。
#include <pthread.h>

int global_variable;
pthread_mutex_t mutex;

void* thread_function(void* arg) {
    // 获取互斥锁
    pthread_mutex_lock(&mutex);

    // 访问全局变量
    global_variable++;

    // 释放互斥锁
    pthread_mutex_unlock(&mutex);

    return NULL;
}

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

    // 创建线程
    pthread_t thread;
    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;
}
  1. セマフォの使用：1つのセマフォを設定し、スレッドはグローバル変数にアクセスする前にP操作（待機）を実行し、アクセスが終了したらV操作（解放）を実行します。
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>

int global_variable;
sem_t sem;

void* thread_function(void* arg) {
    // 等待信号量
    sem_wait(&sem);

    // 访问全局变量
    global_variable++;

    // 释放信号量
    sem_post(&sem);

    return NULL;
}

int main() {
    // 初始化信号量
    sem_init(&sem, 0, 1);

    // 创建线程
    pthread_t thread;
    pthread_create(&thread, NULL, thread_function, NULL);

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

    // 销毁信号量
    sem_destroy(&sem);

    return 0;
}
  1. 条件変数の使用：条件変数とミューテックスを設定し、スレッドはミューテックスを使用してグローバル変数へのアクセスを保護します。アクセス前にスレッドは条件変数が満たされるのを待ち、アクセスが終了すると他の待機中のスレッドに条件変数を通知します。
#include <pthread.h>

int global_variable;
pthread_mutex_t mutex;
pthread_cond_t cond;

void* thread_function(void* arg) {
    // 获取互斥锁
    pthread_mutex_lock(&mutex);

    // 等待条件变量满足
    while (global_variable == 0) {
        pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
    }

    // 访问全局变量
    global_variable++;

    // 释放互斥锁
    pthread_mutex_unlock(&mutex);

    return NULL;
}

int main() {
    // 初始化互斥锁和条件变量
    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
    pthread_cond_init(&cond, NULL);

    // 创建线程
    pthread_t thread;
    pthread_create(&thread, NULL, thread_function, NULL);

    // 修改全局变量，并发送条件变量通知
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    global_variable++;
    pthread_cond_signal(&cond);
    pthread_mutex_unlock(&mutex);

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

    // 销毁互斥锁和条件变量
    pthread_mutex_destroy(&mutex);
    pthread_cond_destroy(&cond);

    return 0;
}

上記の方法により、複数のスレッドが安全にグローバル変数にアクセスし、データ競合や不確定な結果を避けることができます。

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