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C语言边角料3：用纯软件来代替Mutex互斥锁-多线程

亿华云2025-10-03 03:02:54【应用开发】2人已围观

简介一、前言二、Micha Hofri 算法三、测试代码四、总结一、前言在上一篇文章中，介绍了一种纯软件算法，用来实现临界区的保护功能，文章链接: C语言边角料2：用纯软件来代替Mutex互斥锁。首先明确

一、语言边用纯前言二、角料Micha Hofri 算法三、软件测试代码四、代替多线总结

一、斥锁程前言

在上一篇文章中，语言边用纯介绍了一种纯软件算法，角料用来实现临界区的软件保护功能，文章链接: C语言边角料2：用纯软件来代替Mutex互斥锁。代替多线

首先明确一下：如果利用操作系统提供的斥锁程互斥锁可以实现我需要的功能，我肯定使用互斥锁，语言边用纯之所以介绍 Peterson 这个算法，角料主要是软件因为它比较有意思，很小巧，代替多线可以为我们带来一些“规范的斥锁程”编程之外的一些想法。

后台也有一些小伙伴对这个算法发表了一些留言，只要有想法都非常好，就怕不去想。

其中有位朋友提到，这个算法只能用在 2 个线程中，是高防服务器否有其他的类似算法，可以用在多线程中?

晚上下班后，我就花了点时间找到下面的这个算法，分享一下!

二、Micha Hofri 算法

这个算法我没有找到名字，暂且以作者的名字来称呼这个算法吧!

算法截图：

从算法的主体代码看，Hofri 算法主要是扩展了 Peterson 算法，都是使用 2 个全局变量数组来控制哪个线程可以进入临界区。

这个算法的论证比较复杂，都是一些数学方面的证明，文章在这里：Proof of a Mutual Exclusion Algorithm-- A `Classic Example， 1989 年发表，感兴趣的小伙伴可以自行去烧脑研究。

三、测试代码

// 线程操作的资源 static int num = 0; // 创建 10 个线程 #define THREAD_NUM 10 // 这 2 个全局变量控制算法 int flag[THREAD_NUM] = { 0 }; int turn[THREAD_NUM - 1] = { 0}; // 这是云服务器提供商线程函数 void *thread_routine(void *arg) { int index = *(int *)arg; for (int i = 0; i < 10000; ++i) // 线程循环次数 { for (int j = 1; j < THREAD_NUM - 1; j++) { flag[index] = j; turn[j] = index; L: for (int k = 1; k < THREAD_NUM; ++k) { if (k == index) continue; if ((flag[k] >= j) && turn[j] == index) goto L; } } flag[index] = THREAD_NUM; // 关键代码段 num++; flag[index] = 0; } return NULL; } void test() { // 用来传递线程的索引 int index[THREAD_NUM] = { 0}; 创建多个线程，执行同一个函数 pthread_t t[THREAD_NUM]; for (int i = 0; i < THREAD_NUM; ++i) { index[i] = i; pthread_create(&t[i], NULL, thread_routine, &index[i]); } }

编译、执行，所有线程执行结束后，共享资源 num 变量可以得到正确的结果。