线程安全 - 使二叉搜索树线程安全答案

【问题标题】：Thread Safety - Making Binary Search Tree thread safe线程安全 - 使二叉搜索树线程安全
【发布时间】：2021-07-12 05:49:02
【问题描述】：

我对 C 和线程编程还很陌生。

我正在为二叉搜索树创建函数，例如插入、搜索和删除。但我被指定让这些函数线程安全。

所以我的问题是如何使这些函数线程安全，我需要做什么？以及关于线程的一般建议？

举个例子：我已经开始使用搜索功能，但是您如何确保该线程安全？您可以做一些简单的常见事情来使这些线程安全吗？

int search (node* root, int number)
{
    if(root==NULL)
      return 0;
    else if(number==root->data)
      return 1;
    else if(number<=root->data)
      return search(root->left,number);
    else 
      return search(root->right,number);
}

我正在使用 POSIX。

【问题讨论】：

你做过研究吗？比如搜索“make c code thread safe”？
您的主要选择是一个大锁，或多读/单写锁，具体取决于预期的工作负载。
@stark 一把大锁？这会是什么样子？
一个围绕所有访问的互斥锁。除非您以后遇到性能问题，否则不要费心尝试其他任何事情。先正确，后性能：）

标签： c multithreading thread-safety posix

【解决方案1】：

有几种方法可以使您的程序线程安全，尽管 C 标准中的 thread library exists 用于线程同步和简单的互斥机制，但更复杂的功能通常依赖于操作系统及其库、Win API、POSIX等。

您应该从一个简单的互斥锁开始。在您的特定情况下，考虑所有因素可能是最好的方法。

使用 POSIX，您声明并初始化您启动和同步线程的互斥锁：

pthread_mutex_t lock;

if (pthread_mutex_init(&lock, NULL) != 0) {
    puts("Unable to create mutex!");
    return EXIT_FAILURE;
}

并将其作为指针传递给线程参数结构。

在您使用pthread_mutex_lock(&lock) 和pthread_mutex_unlock(&lock) 保护临界区的线程内，即发生数据竞争的代码部分，而不是更多less，仅访问或修改共享数据的地方，对死锁要格外小心。

我假设您知道如何创建和同步线程，如果不在这里，您有一个非常详尽的教程来说明如何做到这一点（它也接近互斥锁）：

https://www.cs.cmu.edu/afs/cs/academic/class/15492-f07/www/pthreads.html

互斥是最简单的并发冲突解决机制之一，正如eugenioperez very accurately pointed out，这可以通过使用前面提到的<threads.h> 库为您的程序提供更多可移植性的C 标准功能来实现。

【讨论】：

哦，是的，应该说，我认为应该使用 POSIX，Mutex 在这里看起来如何？
@BarCode，你声明它并在你启动线程的地方初始化它，并将它作为指针传递给线程参数结构，在线程内部你使用 pthread_mutex_lock 和 unlock 来保护临界区， ie 发生数据竞争的地方。我在答案中添加了更多信息。
作为一个小吹牛，在中的C11标准中定义了一些多线程同步机制（mtx_t，mtx_init()，mtx_lock，...）与一个非常相似的用于posix的。如果编译器没有实现它们，那么在 posix、windows 等上存在非常薄的包装库，如果值得的话，这会使代码更具可移植性。