深入理解Linux多线程编程中的全局变量问题 (linux多线程 全局变量)
Linux 多线程编程是一种复杂的编程方式，它与传统的单线程编程方式有着明显的不同。在多线程编程中，一个程序可以同时执行多个任务，这些任务可以在一个或者多个进程间进行切换。但是，多线程编程也面临着许多挑战，比如全局变量数据共享问题。
在本文中，我们将探讨在 Linux 多线程编程中的全局变量问题，包括定义全局变量、全局变量的作用域以及如何合理使用全局变量。
定义全局变量
在多线程编程中，我们通常需要在不同的线程享数据。全局变量是一种最常用的共享数据路径，因为它可以被所有进程访问。在 Linux 中，我们可以通过将变量定义在文件的头文件中来定义全局变量。
例如：
“`c
int global_var;
“`
在这个例子中，我们定义了一个名为 global_var 的整型变量作为全局变量。在多个线程之间，可以通过访问这个全局变量来共享数据。
全局变量的作用域
在使用全局变量时需要注意作用域的问题。
在程序中，有不同的作用域范围，从而影响了变量的可见性。在多线程编程中，我们需要将全局变量的作用域限定在各个线程中，以避免线程之间的竞争问题。
比如，我们可以在不同的函数中定义同名的全局变量。这些变量之间是没有任何影响的，因为它们的作用域范围不同。
例如，我们在 file1.c 中定义了一个全局变量：
“`c
int num1 = 10;
“`
在另一个文件 file2.c 中，我们定义了一个同名的全局变量：
“`c
int num1 = 20;
“`
在这种情况下，num1 可以分别被 file1.c 和 file2.c 中的代码访问，但它们之间没有任何关系。
在多线程编程中，我们可以通过将全局变量定义为静态，来限制其作用域只在一个线程中。
例如：
“`c
static int global_var;
“`
这个定义告诉编译器，全局变量 global_var 只能在当前文件的作用域范围内使用。这可以避免在多个线程之间出现全局变量的竞争问题。
合理使用全局变量
全局变量虽然方便，但在多线程编程中，使用全局变量也有可能引起竞争问题。在多个线程同时修改一个全局变量时，有可能导致数据错乱或者程序崩溃。
因此，在多线程编程中，我们需要合理地使用全局变量，尽可能避免在不同线程中修改同一个全局变量。一些常用的方法包括：
1. 在不同线程之间传递变量通过参数传递的方式，而不是使用全局变量。
2. 如果必须使用全局变量，需要使用加锁技术来保护全局变量的访问。只有在一个线程获取到了锁的情况下，才能修改这个全局变量。
3. 在编写程序时，应当尽可能地避免使用全局变量，采用局部变量来代替。
结论
在 Linux 多线程编程中，全局变量的问题是需要注意的。全局变量可以方便地共享数据，但同时也需要注意变量的作用域和安全性。我们需要在编写程序时，根据实际情况合理地使用全局变量，尽可能地避免出现竞争问题。
相关问题拓展阅读：
如何使用 linux下多线程中条件变量
使用条件变量更大的好处是可以避免忙等。相当与多线程中的信号。
条件变量是线程中的东西就是等待某一条件的发生和信号一样
以下是说明
，条件变量使我们可以睡眠等待某种条件出现。
条件变量是利用线程间共享的全局变量进行同步的一种机制，主要包括两个动作：一个线程等待”条件变量的条件成立”而挂起；另一个线程使”条件成立”（给出条件成立信号）。为了防止槐凳竞争，条件变量的使用总是和一个互斥锁结合在一起。
条件变量类型为pthread_cond_t
创建和注销
条件变量和互斥锁一样，都有静态动态两种创建方式，静态方式使用PTHREAD_COND_INITIALIZER常量，如下：
pthread_cond_t
cond=PTHREAD_COND_INITIALIZER
动态方式调用pthread_cond_init()函数，API定义如下：
int
pthread_cond_init(pthread_cond_t
*cond,
pthread_condattr_t
*cond_attr)
尽管POSIX标准中为条件变量定义了属性，但在LinuxThreads中没有实现，因此cond_attr值通常为NULL，且被忽略。
注销一个条件变量需要调用pthread_cond_destroy()，只有在没有线程在该条件变量上等待的时候才能注销这个条件变量，否则返回EBUSY。API定义如下：
int
pthread_cond_destroy(pthread_cond_t
*cond)
等待和激发
int
pthread_cond_wait(pthread_cond_t
*cond,
pthread_mutex_t
*mutex)
int
pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t
*cond,
pthread_mutex_t
*mutex,
const
struct
timespec
*abstime)
等待条件有两种方式：无条件等待pthread_cond_wait()和计时等待pthread_cond_timedwait()，其中计时等待方式如果在给定时刻前条件没有满足，则返回ETIMEOUT，结束等待，其中abstime以与time()系统调用相同意义的绝对时间形式出现，0表示格林尼治时间1970年1月1日0时0分0秒。
使用绝对时间而非相对时间的优点是吵明。如果函数提前返回（很可能因为捕获了一个信号，）
无论哪种等待方式，都必须和一个互斥锁配合，以防止多个线程同时请求pthread_cond_wait()（或pthread_cond_timedwait()，下同）的竞争条件（Race
Condition）。mutex互斥锁必须是普通锁（PTHREAD_MUTEX_TIMED_NP）或者适应锁（PTHREAD_MUTEX_ADAPTIVE_NP），且在调用pthread_cond_wait()前必须由本线程加锁（pthread_mutex_lock()），而在更新条件等待队列以前，mutex保持锁定状态，并在线程挂起进入等待前解锁。在条件满足从而离开pthread_cond_wait()之前，mutex将被重新加锁，以与进入pthread_cond_wait()前的加锁动作对应。
激发条件有两种形式，pthread_cond_signal()激活铅碰旅一个等待该条件的线程，存在多个等待线程时按入队顺序激活其中一个；而pthread_cond_broadcast()则激活所有等待线程。
其他
pthread_cond_wait()和pthread_cond_timedwait()都被实现为取消点，因此，在该处等待的线程将立即重新运行，在重新锁定mutex后离开pthread_cond_wait()，然后执行取消动作。也就是说如果pthread_cond_wait()被取消，mutex是保持锁定状态的，因而需要定义退出回调函数来为其解锁。
在网上看到这个系列的
文章对Linux下的POSIX线程编程方法阐述的十分的清晰，小弟目前关心要学习线程同步中的条件变量的使用方法，转载一下呵呵……
互斥对象是线程程序必需的工具，但它们并非万能的。例如，如果线程正在侍者等待共享数据内某个条件出现，那会发生什么呢？代码可以反复对互斥对象锁定和解锁， 以检查值的任何变化。同时，还要快速将互斥对象解锁，以便其它线程能够进行任何必需的更改。这是一种非常可怕的方法，因为线程需要在合理的时间范围内频繁 地循环检测变化。
在每次检查之间，可以让调用线程短暂地进入睡眠，比如睡眠三秒钟，但是因此线程代码就无法最快作出响应。真正需要的是这样一种方法，当线程在等待满足某些 条件时使线程进入睡眠状态。一旦条件满足，还需要一种方法以唤醒因等待满足特定条件而睡眠的线程。如果能够做到这一点，线程代码将是非常高效的，并且不会 占用宝贵的互斥对象锁。这正是 POSIX 条件变量能做的事！
本文是 POSIX 线程三部曲系列的最后一部分，Daniel 将详细讨论如何使用条件变量。条件变量是 POSIX 线程结构，可以让您在遇到某些条件时“唤醒”线程。可以将它们看作是一种线程安全的信号发送。Daniel 使用目前您所学到的知识实现了一个多线程工作组应用程序，本文将围绕着这一示例而进行讨论。
条件变量详解
在 上一篇文章结 束时，我描述了一个比较特殊的难题：如果线程正在等待某个特定条件发生，它应该如何处理这种情况？它可以重复对互斥对象锁定和解锁，每次都会检查共享数据 结构，以查找某个值。但这是在浪费时间和资源，而且这种繁忙查询的效率非常低。解决这个问题的更佳方法是使用 pthread_cond_wait() 调用来等待特殊条件发生。
了解 pthread_cond_wait() 的作用非常重要 — 它是 POSIX 线程信号发送系统的核心，也是最难以理解的部分。
首先，让我们考虑以下情况：线程为查看已链接列表而锁定了互斥对象，然而该列表恰巧是空的。这一特定线程什么也干不了 — 其设计意图是从列表中除去节点，但是现在却没有节点。因此，它只能：
锁定互斥对象时，线程将调用 pthread_cond_wait(&mycond,&mymutex)。pthread_cond_wait() 调用相当复杂，因此我们每次只执行它的一个操作。
pthread_cond_wait() 所做的之一件事就是同时对互斥对象解锁（于是其它线程可以修改已链接列表），并等待条件 mycond 发生（这样当 pthread_cond_wait() 接收到另一个线程的氏袜“信号”时，它将苏醒）。现在互斥对象已被解锁，其它线程可以访问和修改已链接列表，可能还会添加项。
此 时，pthread_cond_wait() 调用还未返回。对互斥对象解锁会立即发生，但等待条件 mycond 通常是一个阻塞操作，这意味着线程将睡眠，在它苏醒之前不会消耗 CPU 周期。这正是我们期待发生的情况。线程将一直睡眠，直到特定条件发生，在这期间不会发生任何浪费 CPU 时间的繁忙查询。从线程的角度来看，它只是在等待 pthread_cond_wait() 调用返回。
现在继续说明，假设 另一个线程（称作“2 号线程”）锁定了 mymutex 并对已链接列表添加了一项。在对互斥对象解锁之后，2 号线程会立即调用函数 pthread_cond_broadcast(&mycond)。此操作之后，2 号线程将使所有等待 mycond 条件变量的线程立即苏醒。这意味着之一个线程（仍处于 pthread_cond_wait() 调用中）现在将苏醒。
现 在，看一下之一个线程发生了什么。您可能会认为在 2 号线歼谈激程调用 pthread_cond_broadcast(&mymutex) 之后，1 号线程的 pthread_cond_wait() 会立即返回。不是那样！实际上，pthread_cond_wait() 将执行最后一个操作：重新锁定 mymutex。一旦 pthread_cond_wait() 锁定了互斥对象，那么它将返回并允许 1 号线程继续执行。那时，它可以马上检查列表，查看它所感兴趣的更改。
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