c語言列隊(duì)如何處理多線程

小樊
81
2024-10-16 22:46:33
欄目: 編程語言

在C語言中，處理多線程通常需要使用線程庫(kù)，如POSIX線程（pthread）庫(kù)。下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的示例，展示了如何使用pthread庫(kù)創(chuàng)建多個(gè)線程并執(zhí)行隊(duì)列操作。

首先，確保你的系統(tǒng)支持pthread庫(kù)。然后，創(chuàng)建一個(gè)名為queue.h的頭文件，用于定義隊(duì)列結(jié)構(gòu)和相關(guān)的函數(shù)原型：

#ifndef QUEUE_H
#define QUEUE_H

typedef struct {
    int *data;
    int front;
    int rear;
    int size;
    int capacity;
} Queue;

Queue* createQueue(int capacity);
void enqueue(Queue *queue, int item);
int dequeue(Queue *queue);
int isFull(Queue *queue);
int isEmpty(Queue *queue);

#endif

接下來，創(chuàng)建一個(gè)名為queue.c的文件，用于實(shí)現(xiàn)隊(duì)列結(jié)構(gòu)和相關(guān)的函數(shù)：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "queue.h"

Queue* createQueue(int capacity) {
    Queue *queue = (Queue *)malloc(sizeof(Queue));
    queue->capacity = capacity;
    queue->front = queue->size = 0;
    queue->rear = capacity - 1;
    queue->data = (int *)malloc(queue->capacity * sizeof(int));
    return queue;
}

void enqueue(Queue *queue, int item) {
    if (isFull(queue)) {
        printf("Queue is full\n");
        return;
    }
    queue->rear = (queue->rear + 1) % queue->capacity;
    queue->data[queue->rear] = item;
    queue->size = queue->size + 1;
}

int dequeue(Queue *queue) {
    if (isEmpty(queue)) {
        printf("Queue is empty\n");
        return -1;
    }
    int item = queue->data[queue->front];
    queue->front = (queue->front + 1) % queue->capacity;
    queue->size = queue->size - 1;
    return item;
}

int isFull(Queue *queue) {
    return (queue->size == queue->capacity);
}

int isEmpty(Queue *queue) {
    return (queue->size == 0);
}

然后，創(chuàng)建一個(gè)名為main.c的文件，用于創(chuàng)建多個(gè)線程并執(zhí)行隊(duì)列操作：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include "queue.h"

Queue *queue;
pthread_mutex_t lock;

void *producer(void *arg) {
    for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        pthread_mutex_lock(&lock);
        enqueue(queue, i);
        printf("Produced: %d\n", i);
        pthread_mutex_unlock(&lock);
    }
    return NULL;
}

void *consumer(void *arg) {
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        pthread_mutex_lock(&lock);
        int item = dequeue(queue);
        printf("Consumed: %d\n", item);
        pthread_mutex_unlock(&lock);
    }
    return NULL;
}

int main() {
    queue = createQueue(5);
    pthread_t producerThread, consumerThread;

    pthread_mutex_init(&lock, NULL);

    pthread_create(&producerThread, NULL, producer, NULL);
    pthread_create(&consumerThread, NULL, consumer, NULL);

    pthread_join(producerThread, NULL);
    pthread_join(consumerThread, NULL);

    pthread_mutex_destroy(&lock);

    free(queue->data);
    free(queue);

    return 0;
}

在這個(gè)示例中，我們創(chuàng)建了一個(gè)具有5個(gè)元素的隊(duì)列，并使用兩個(gè)線程分別執(zhí)行生產(chǎn)者（producer）和消費(fèi)者（consumer）操作。我們使用互斥鎖（pthread_mutex_t）來確保在多線程環(huán)境下對(duì)隊(duì)列的安全訪問。

要編譯和運(yùn)行此示例，請(qǐng)使用以下命令：

gcc -o main main.c queue.c -lpthread
./main

這將輸出生產(chǎn)者和消費(fèi)者線程交替執(zhí)行的隊(duì)列操作。

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