linux c 临界资源

在Linux C编程中，临界资源指的是在同一时刻只能被一个进程或线程访问的资源。如果多个进程或线程同时访问临界资源，可能会导致数据不一致、竞态条件等问题。因此，对临界资源的访问需要进行同步控制，以确保系统的正确性和稳定性。

基础概念

竞态条件：多个进程或线程并发访问和修改共享数据时，最终的结果取决于访问顺序，导致不可预测的结果。
同步：通过某种机制确保多个进程或线程按照一定的顺序访问临界资源。
互斥：确保在同一时刻只有一个进程或线程能够访问临界资源。

类型

互斥锁（Mutex）：最常用的同步机制，确保同一时刻只有一个线程能够访问临界资源。
信号量（Semaphore）：可以控制多个线程对一组临界资源的访问。
条件变量（Condition Variable）：用于线程间的通信，协调对共享资源的访问。

应用场景

多线程编程：在多线程程序中，多个线程可能需要访问共享的数据结构或资源。
多进程编程：在多进程环境中，多个进程可能需要访问共享的内存或文件。
实时系统：在实时系统中，确保关键任务的及时执行和资源的正确访问。

示例代码

以下是一个使用互斥锁保护临界资源的简单示例：

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

#define NUM_THREADS 5

int counter = 0;
pthread_mutex_t mutex;

void* increment(void* arg) {
    for (int i = 0; i < 100000; i++) {
        pthread_mutex_lock(&mutex); // 进入临界区
        counter++;
        pthread_mutex_unlock(&mutex); // 离开临界区
    }
    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t threads[NUM_THREADS];
    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);

    for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i++) {
        pthread_create(&threads[i], NULL, increment, NULL);
    }

    for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i++) {
        pthread_join(threads[i], NULL);
    }

    printf("Counter value: %d
", counter);
    pthread_mutex_destroy(&mutex);

    return 0;
}