在
Linux 系统中，
线程间通信（Inter-thread Communication, ITC）是多
线程编程的重要组成部分，用于协调多个
线程之间的执行顺序、共享资源访问以及数据交换。
线程通常运行在同
一个进程地址空间中，因此可以访问相同的全局变量和静态变量，但为了确保
线程安全和
通信的有效性，
Linux 提供了多种机制来
实现线程间的同步与
通信。
### 互斥锁（Mutex）
互斥锁是最基本的
线程同步机制之一，用于保护共享资源的访问。当
一个线程锁定了互斥量后，其他试图锁定该互斥量的
线程将被阻塞，直到拥有该互斥量的
线程解锁它。这种机制可以防止多个
线程同时访问共享资源导致的数据不一致问题。
```c
#include <pthread.h>
pthread_mutex_t lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
void* thread_func(void* arg
) {
pthread_mutex_lock(&lock
);
// 临界区代码
pthread_mutex_unlock(&lock
);
return NULL;
}
```
### 条件变量（Condition Variable）
条件变量通常与互斥锁一起使用，以
实现线程间的等待/通知机制。
一个线程可以在某个条件不满足时通过条件变量进入等待状态，而另
一个线程在条件满足时唤醒等待的
线程。
```c
pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
void* wait_func(void* arg
) {
pthread_mutex_lock(&mutex
);
while (/* 条件不满足 */
) {
pthread_cond_wait(&cond, &mutex
);
}
// 处理条件满足后的逻辑
pthread_mutex_unlock(&mutex
);
return NULL;
}
void* signal_func(void* arg
) {
pthread_mutex_lock(&mutex
);
// 改变条件状态
pthread_cond_signal(&cond
);
pthread_mutex_unlock(&mutex
);
return NULL;
}
```
### 信号量（Semaphore）
信号量是一种更通用的同步机制，它可以控制多个
线程对共享资源的访问。信号量维护了
一个计数器，用来记录可用资源的数量。当计数器大于零时，
线程可以获得资源
并减少计数器；当计数器为零时，
线程必须等待。
```c
#include <semaphore.h>
sem_t sem;
void* producer(void* arg
) {
// 生产数据
sem_post(&sem
); // 增加信号量
return NULL;
}
void* consumer(void* arg
) {
sem_wait(&sem
); // 减少信号量，如果为0则阻塞
// 消费数据
return NULL;
}
```
###
线程特定数据（Thread-Specific Data）
线程特定数据允许
每个线程拥有自己的数据副本，这对于避免
线程间的数据竞争非常有用。
Linux 提供了 `pthread_key_create`、`pthread_setspecific` 和 `pthread_getspecific` 等函数来管理
线程特定数据。
### 信号（Signal）
虽然信号主要用于进程间
通信，但它们也可以用于
线程间通信。
一个线程可以通过发送信号通知另
一个线程发生了特定事件。然而，信号不适合用于频繁的数据传输，因为它们的处理相对复杂且容易出错。
### 套接字（Socket）
尽管套接字主要用于不同主机
之间的进程
通信，但在同一主机上的
线程之间也可以使用本地套接字（Unix 域套接字）进行
通信。这种方式适合于需要传递大量数据的情况[^3]。
以上这些机制各有特点和适用场景，开发者可以根据具体需
求选择合适的
线程间通信方式。在实际开发中，往往需要结合使用多种机制来达到最佳效果。
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