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深入理解Linux线程控制（从基础概念到同步互斥实践，小白也能掌握）

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系统教程
2026-02-15
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深入理解Linux线程控制（从基础概念到同步互斥实践，小白也能掌握）

在Linux系统编程中，Linux线程控制是构建高性能并发程序的核心技能。本文将带你从零开始，逐步掌握线程的创建、回收以及解决线程同步问题的常用方法，包括互斥锁和条件变量的使用。即使你是初学者，也能通过本文的详细讲解和代码示例轻松上手。

一、线程基础：创建与回收

线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位，它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。在Linux中，使用POSIX线程库（pthread）进行线程控制。创建线程使用pthread_create，等待线程结束使用pthread_join，线程主动退出则调用pthread_exit。

    #include #include #include void* thread_func(void* arg) {    int* num = (int*)arg;    printf("子线程收到参数: %d", *num);    pthread_exit(NULL);}int main() {    pthread_t tid;    int value = 42;    pthread_create(&tid, NULL, thread_func, &value);    pthread_join(tid, NULL);    return 0;}

二、线程同步的必要性

当多个线程同时访问共享数据时，如果不加以控制，就会产生竞态条件，导致数据不一致。例如，两个线程同时对全局变量执行自增操作，结果可能小于预期值。这就是为什么我们需要线程同步机制。

深入理解Linux线程控制（从基础概念到同步互斥实践，小白也能掌握） Linux线程控制线程同步互斥锁条件变量第1张

三、互斥锁：保护共享资源

互斥锁（Mutex）是最基本的同步工具，它确保同一时间只有一个线程能访问被保护的代码段。使用pthread_mutex_init初始化，pthread_mutex_lock加锁，pthread_mutex_unlock解锁。

    #include #include int counter = 0;pthread_mutex_t mutex;void* increment(void* arg) {    for (int i = 0; i < 100000; i++) {        pthread_mutex_lock(&mutex);        counter++;        pthread_mutex_unlock(&mutex);    }    return NULL;}int main() {    pthread_t t1, t2;    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);    pthread_create(&t1, NULL, increment, NULL);    pthread_create(&t2, NULL, increment, NULL);    pthread_join(t1, NULL);    pthread_join(t2, NULL);    pthread_mutex_destroy(&mutex);    printf("最终计数: %d", counter);    return 0;}

四、条件变量：线程间的协调

有时候，线程需要等待某个条件成立才能继续执行，这时就需要条件变量。条件变量常与互斥锁配合使用，让线程在条件不满足时进入等待状态，并在条件改变时被唤醒。相关函数包括pthread_cond_wait、pthread_cond_signal和pthread_cond_broadcast。

    #include #include pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;int ready = 0;void* waiter(void* arg) {    pthread_mutex_lock(&mutex);    while (!ready) {        pthread_cond_wait(&cond, &mutex);    }    printf("被唤醒，开始工作");    pthread_mutex_unlock(&mutex);    return NULL;}void* signaler(void* arg) {    pthread_mutex_lock(&mutex);    ready = 1;    pthread_cond_signal(&cond);    pthread_mutex_unlock(&mutex);    return NULL;}int main() {    pthread_t t1, t2;    pthread_create(&t1, NULL, waiter, NULL);    pthread_create(&t2, NULL, signaler, NULL);    pthread_join(t1, NULL);    pthread_join(t2, NULL);    return 0;}