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线程的同步与互斥的手段包括

锁、信号量、临界区、事件等。这些手段都是为了让多个线程在执行过程中,相互协调、防止冲突、保证数据的一致性。

首先,锁是最基本的同步和互斥手段之一。锁的本质是一种保护共享资源的机制,当一个线程获取到锁后,其他线程就会被阻塞,直到当前线程释放锁,其他线程才能继续执行。锁有多种实现方式,比如互斥量锁、读写锁等。互斥量锁只允许一个线程同时占用锁,而读写锁则允许多个线程同时读取共享资源,但只允许一个线程写入共享资源。

其次,信号量是另一种常用的同步和互斥手段。信号量通常用于控制对资源的访问。当共享资源数量固定时,可使用计数型信号量。计数型信号量维护了一个正整数计数器,每个线程在使用共享资源前都要对计数器进行尝试性的减1操作。如果减1操作成功,则获得了对资源的访问权;否则需要等待其他线程释放资源后重新尝试。如果需要控制多个资源,可使用二元信号量,比如互斥信号量。

临界区是一个可以保证原子性的代码段,临界区的代码只能由一个线程执行。在多线程环境下,当多个线程访问共享资源时,为了保证数据的一致性,需要将访问共享资源的代码包裹在临界区中,只允许一个线程进入临界区。这样就可以避免多个线程同时修改同一个共享资源,造成数据的不一致性。

事件是一种线程同步的高级机制,也是一种比较复杂的同步手段。事件分为自动事件和手动事件两种。当一个线程等待一个自动事件时,如果事件已经标志为“已触发”,则等待线程会立即得到唤醒,否则就会进入等待状态。而手动事件需要手动设置事件状态,也需要手动重置,所以手动事件的使用要更加复杂和灵活。

综上所述,线程的同步与互斥的手段有多种,不同的场景下选择合适的机制可以有效提高多线程程序的效率,防止数据的不一致性和冲突发生,提高程序的可靠性和健壮性。

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