使用互斥锁同步多线程打印

介绍

在这个项目中，你将学习如何使用互斥锁（mutex）在多线程环境中同步字符串的打印。你将修改现有的「混乱打字机」程序，以确保字符串按正确顺序打印，且字母不会相互混淆。

👀 预览

$ gcc printer.c -o printer -lpthread
$./printer
helloworld

🎯 任务

在这个项目中，你将学习：

• 如何在 init() 函数中初始化互斥锁
• 如何在 printer() 函数中锁定和解锁互斥锁，以确保对打印过程的独占访问
• 如何编译和运行修改后的程序，以观察正确的输出

🏆 成果

完成这个项目后，你将能够：

• 理解互斥锁在多线程程序中同步对共享资源的访问的重要性
• 应用互斥锁锁定和解锁技术来协调多个线程的执行
• 排查和修复多线程程序中的问题，以获得期望的输出

初始化互斥锁

在这一步中，你将学习如何在 init() 函数中初始化互斥锁。请按照以下步骤完成此步骤：

1. 打开位于 /home/labex/project/ 目录下的 printer.c 文件。
2. 在已经给出的 printer 函数代码中，互斥锁在开始时被锁定（pthread_mutex_lock(&mutex)），以确保对打印过程的独占访问。一旦字符串完全打印完毕，互斥锁就会被解锁（pthread_mutex_unlock(&mutex)），允许其他线程进行打印。
3. 找到 init() 函数，并添加以下代码来初始化互斥锁：

void init()
{
    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
}

这使用 pthread_mutex_init() 函数初始化 mutex 变量，该函数是 POSIX 线程（pthreads）库的一部分。第二个参数 NULL 表示我们正在使用默认的互斥锁属性。

编译并运行程序

既然你已经完成了对 printer.c 文件的修改，就可以编译并运行该程序了。

1. 打开一个终端，导航到 /home/labex/project/ 目录。
2. 使用 -lpthread 标志编译程序，以链接 pthreads 库：

gcc printer.c -o printer -lpthread

3. 运行程序：

./printer

现在你应该会看到输出：

helloworld

正如预期的那样，字符串“hello”和“world”按顺序打印，字母没有任何混淆。

恭喜你！你已成功修改「混乱打字机」程序，使其按预期工作。

总结

恭喜你！你已经完成了这个项目。你可以在 LabEx 中练习更多实验来提升你的技能。