带线程和链表的 Peterson 算法（C 语言）答案

【问题标题】：Peterson's Algorithm with Threads and Linked List (C language)带线程和链表的 Peterson 算法（C 语言）
【发布时间】：2026-02-03 09:15:02
【问题描述】：

我有以下情况：

首先，我创建了一个 int 链表（已经可以工作了，这个没问题），我需要执行以下任务：

使用 2 个线程，一个线程将删除我列表的第一个元素，然后同一线程必须在列表末尾添加一个新元素（列表遵循 FIFO 结构）。

第二个线程会做同样的事情：删除第一个元素并在列表末尾添加另一个元素。

我需要多次执行这个操作，这显然是通过使用循环来完成的。

当我创建一个线程时，我使用以下函数：

for(i=0, i<NUM_THREADS; i++)
    pthread_create (&thread[i], NULL, threadBody, (void *) i);

其中 NUM_THREADS 是一个变量，包含我将使用的线程数（在本例中为 2），线程声明为：

pthread_t thread [NUM_THREADS] ;

所以，我的问题是：

我是否需要在我的 threadBody 函数上执行我之前所说的操作（在我的列表中添加和删除元素），否则这个函数将为空？

如果我的 threadBody 函数不打算执行此操作，我如何使用我创建的线程来执行这些操作？是通过使用 pthread_join 函数完成的吗？

另一点是我需要使用彼得森算法来保证互斥。我该怎么做？

【问题讨论】：

你的问题太宽泛了，很难得到一个简洁的答案。但对于初学者：是的，您应该在 threadBody 中编写添加/删除代码。您可能应该为生产者和消费者使用不同的 threadBody 代码（或者您可以使用相同的 threadBody 并在创建期间向其传递一个参数，告诉它充当消费者或生产者）。对于互斥，我建议您参考 pthread_mutex_lock 和 pthread_mutex_unlock 手册页。
彼得森算法是 80 年代初开发的一种无锁多任务处理形式。它在当时存在的处理器上运行良好。现代处理器具有许多功能，即使不是不可能，也很难正确实现无锁多任务处理。例如，请参阅this article。
你有两个线程，所以使用彼得森算法不是问题。只要有threadBodyAdd 和threadBodyRemove。在你的回合/我的回合变量上同步它们，你就完成了。

标签： c multithreading algorithm mutual-exclusion

【解决方案1】：

我可以看到您对链表的操作很简单。在这种情况下，使用无锁编程可能会更好。要阅读，请查看此link。如果您使用 GCC，请查看 __sync_bool_compare_and_swap 操作 (link)。最后，无锁链表的编程问题得到了广泛的研究。下一个链接可能会为您提供有关它的提示link。祝你好运！

【讨论】：

【解决方案2】：

谢谢大家。

我的最终实现（和工作）是：

void *threadBody (void *id){
    long threadId = (long) id;
    int k=0;
    while(k<N){
        if(threadId == 0){
             flag[0] = 1;
             turn = 1;
             while(flag[1]==1 && turn==1);
         }
         else{
             flag[1] = 1;
             turn = 0;
             while(flag[0]==1 && turn==0);
         }
         critSection(id);
         if(threadId==0) 
            flag[0] = 0;
         else if(threadId==1) 
            flag[1] = 0;
         k++;
    }
    pthread_exit (NULL) ;   
}

critSection 将是执行添加/删除操作的函数。

【讨论】：