目錄

1.題目詳情

2.解題思路

2.1.分析題目

2.2.解析思路

3.代碼實現

4.運行結果

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1.題目詳情

? ? ? ? 昨天刷抖音，遇到一個面試題，描述如下：

? ? ? ? 請使用兩個線程，分別順序交替打印奇數和偶數，直到10為止。例如有兩個線程，分別為線程1和線程2，線程1首先打印數字1，然后線程2打印數字2，接著線程1再打印數字3，線程2再打印數字4，依次交替運行直到10為止。

2.解題思路

2.1.分析題目

? ? ? ? 乍一看題目很簡單，但是其中涉及了多線程、鎖、線程同步等知識點，如果簡單的使用互斥鎖或者其他的鎖恐怕不會是最好的答案。

2.2.解析思路

? ? ? ? 現在無非要解決兩個問題，第一個問題：線程1需要打印奇數而線程2需要打印偶數；第二個問題：線程1執行完之后需要跳轉到線程2執行。這其中就涉及到了線程切換如何實現，關鍵需要解決第二個問題。

? ? ? ? 拋開第一個問題不談，要解決線程切換的問題，我們先使用互斥鎖實現，采用一個全局變量(標記位)控制兩個線程的執行順序。如果標記位等于某一個值則執行線程1，執行完將標記位置為另一個狀態值，線程2獲取到標記位發生改變，則執行線程2，依次類推。

? ? ? ? 提到這種解題思路，這不就是信號量操作嗎，線程1先執行，然后釋放信號，線程2阻塞等待信號，然后執行。

3.代碼實現

互斥鎖代碼實現：

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>pthread_mutex_t lock;
#define TARGET 10
int turn = 1;  //1: 表示輪到打印奇數 2: 表示輪到打印偶數//打印奇數
void* print_odd(void* arg) {int num = 1;while (num <= TARGET) {pthread_mutex_lock(&lock);while (turn != 1) {pthread_mutex_unlock(&lock);continue;}printf("thread id:%lu, num:%d\n", pthread_self(), num);turn = 2;pthread_mutex_unlock(&lock);num += 2;}return NULL;
}//打印偶數
void* print_even(void* arg) {int num = 2;while (num <= TARGET) {pthread_mutex_lock(&lock);while (turn != 2) {pthread_mutex_unlock(&lock);continue;}printf("thread id:%lu, num:%d\n", pthread_self(), num);turn = 1;pthread_mutex_unlock(&lock);num += 2;}return NULL;
}int main() {//初始化鎖pthread_mutex_init(&lock, NULL);pthread_t odd_thread, even_thread;//創建線程pthread_create(&odd_thread, NULL, print_odd, NULL);pthread_create(&even_thread, NULL, print_even, NULL);//等待線程結束pthread_join(odd_thread, NULL);pthread_join(even_thread, NULL);//銷毀鎖pthread_mutex_destroy(&lock);return 0;
}

? ? ? ? 打印奇數線程首先運行，turn為標記位，如果標記位為1則打印奇數并修改標記位，如果標記位不是1則釋放鎖等待；打印偶數線程后運行，標記位初始狀態為1，等待標記位，待標記位修改之后，打印偶數。

信號量代碼實現：

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <semaphore.h>#define TARGET 10/* 奇數信號量 */
sem_t sem_odd;
/* 偶數信號量 */
sem_t sem_even;static void *print_odd() {int num = 1;while (num <= TARGET) {sem_wait(&sem_odd);printf("thread id:%lu, num:%d\n", pthread_self(), num);num += 2;sem_post(&sem_even);}return NULL;
}static void *print_even() {int num = 2;while (num <= TARGET) {sem_wait(&sem_even);printf("thread id:%lu, num:%d\n", pthread_self(), num);sem_post(&sem_odd);num += 2;}return NULL;
}int main()
{int ret = 0;//將奇數信號量初始值設為1 首先運行ret = sem_init(&sem_odd, 0, 1); if (ret != 0) {printf("init sem_odd failed, ret:%d\n.", ret);return -1;}//將偶數信號量初始值設為0 其次運行ret = sem_init(&sem_even, 0, 0);if (ret != 0) {printf("init sem_even failed, ret:%d\n.", ret);return -1;}pthread_t thread1 = 0;pthread_t thread2 = 0;pthread_create(&thread1, NULL, print_odd, NULL);pthread_create(&thread2, NULL, print_even, NULL);pthread_join(thread1, NULL);pthread_join(thread2, NULL);return 0;
}

? ? ? ? 設置兩個信號量，一個信號量用于控制打印奇數，一個信號量用于控制打印偶數；奇數信號量初始化為1，首先運行，偶數信號量初始化為0，其次運行；打印奇數線程運行完之后發送偶數信號量運行信號，偶數信號量運行完成之后發送奇數信號量運行信號，依次交替打印奇偶數。

4.運行結果

? ? ? ? 兩個線程依次交替打印奇偶數：