C 语言线程间怎么通信？ 第1页

你缺的东西还挺多的。

第一，同一个进程内部的线程间不存在通信问题，想怎么访问怎么访问；所以我们反而需要做一些事，从而主动“隔离”不同线程，避免数据脏读脏写。

第二，多线程编程（以及多进程编程）都需要操作系统方面的底子。不懂操作系统，多线程协作是做不好的。

具体到你这个案例上，简单说，不要轮询。

轮询这个动作本身就决定了，你的程序必定CPU占用奇高、发热巨大，同时运行缓慢。

这还是程序逻辑过于简单；稍微复杂一点，你这种写法，最终必然是“CPU占用跑满，程序逻辑寸步不前”，和一个死循环的垃圾没有什么差别。

第一步，先设置一个全局的、标准的锁（mutex）。

注意，第一个线程要修改内存数据，需要先申请锁，确保第二个线程不在读取数据；

第二个线程发现数据可用，也要先申请锁，确保第一个线程不会继续修改它。

也就是类似你过去那个“全局变量”的作用；但一定要使用标准的锁、使用标准的acquire系统调用申请锁数据读写权限。

这是因为，标准的mutex是操作系统提供的；当你的某个线程申请mutex失败时，操作系统会把它置于等待队列，在mutex可用前不会继续给它分配时间片，这就避免了忙等；而一旦mutex可用，这个线程就会被移回就绪队列，之后就可能获得时间片了。

这就避免了大量无效的CPU占用。

第二步，认真分析业务逻辑，画出两个线程的状态切换图，确定锁应该有几个、分别是什么状态（比如是否需要读写锁）；确保“线程申请到锁就一定可以执行；线程无法执行就一定要进入挂起状态”。

注意，你并不能确定什么时候第二个线程正在读取数据、或者阻塞在哪里长时间没有读取。所以你必须使用足够多的标志位，确保“数据未初始化、数据初始化中、数据初始化完成等待读取、数据读取中、数据读取完成”等状态可清晰区分。否则，数据就可能丢失（线程一产生数据后，线程二尚未得到调度，线程一又用新数据覆盖了之前的数据）或者出现脏读、脏写。

当然，视业务需要，只有ture/false两个状态的锁也许已经够用了，但你必须认真评估、充分讨论之后再这么做——你的问题描述过于简略，无法确定是否能行。

第三步，重新设计共享数据结构，把“锁定时间”降到最低。

从你的描述中可知，线程1是不能停的，需要“不断的生成计算结果”；但如此一来……

而mutex的默认行为是：申请不到锁，就把申请锁的线程挂起。

于是，线程1生成计算结果时，线程2只能等着；而线程2处理计算结果那5ms，线程1也只能等着……

万一操作系统再安排不了时间片，那线程1可能就得等200ms，线程2才得到执行权；线程2执行时，线程1进了等待队列，等线程2释放锁，线程1才移回就绪队列，又等了200ms才得以执行……也就是出现了一个400ms以上的大卡顿。

这样搞的话，你其实根本就不应该用什么多线程。直接放在同一个线程里，收集50ms的数据，然后执行5ms的处理——简单，又不容易出错，效率高，响应快……

想要借多线程提高吞吐率，那么就必须搞一个更好用的数据结构。

比如，一个链表。

链表的每个节点足够容纳50ms的数据；线程1先申请一个节点，把数据写进去，写50ms后，申请这个全局链表的锁，把数据挂进链表——锁定期间只需执行一条把链表末端next指向新节点的操作（可能还需要维护一下头尾指针，不要每次都顺着链表摸到尾）。

类似的，线程2被调度后，申请锁定链表，然后把链条第一个节点移除、指针记录在本地，随即释放锁；然后就可以不受打扰的处理这个节点携带的数据了。

注意，这时候，如果还用最简单的mutex的话，因为所有关于数据结构（链表）的操作都需要先锁定，再检查有无数据；那么线程2可能就会死循环的不停上锁、检查发现没数据，释放锁，然后马上又上锁……也就是绝大部分执行时间都在加解锁上。

所以，这时候我们就不得不搞一个更复杂的东西，比如，让mutex包含多个值。

当mutex非0时，线程2才可以从链表取出节点、同时把mutex值减一，减到0线程2就必须休眠，不要再去访问链表；而线程1每成功往链表加入一个节点，就把mutex值加一……

但这时候，由于线程1/2的读写可能很频繁，如果锁定之后才读写数据的话，那么锁定时间就会是50ms/5ms，允许另一个线程访问的时间就会特别特别短；这时候另一个线程实际上是拿不到数据的——除非其中一个线程一口气把缓冲区写满、或者把所有缓冲数据处理完然后陷入阻塞，否则另一个线程可能永远得不到执行机会。这就是术语说的“饿死”，是必须避免的。

因此，请把数据准备放在锁定时间之外；锁定后，只处理一下next/head/tail指针，把节点挂入/取下，然后就马上释放锁。想办法把共享数据弄的“在大部分时候可用”，两个线程才能协作起来。

你可以把这个共享数据结构实现成一个通用的、支持多线程访问的队列，只允许通过pop/push接口访问数据；同时把加解锁放到这两个接口里，从而简化使用逻辑，杜绝错误访问。

事实上，你的这个案例可能还可以进一步优化。

比如，如果只有这么两个线程，且线程1是生产者线程2是消费者（单生产者/消费者模型），那么这里甚至可以不用锁，实现一个标准的环形数组即可——这也是经典的、最简化的无锁编程案例。

但如果参与者更多、逻辑更复杂，那么锁就是必需的；甚至读写锁、旗语、event等东西都必须全面利用起来。

这个就太复杂了，这里一时讲不清，还是自己去看操作系统原理的相关章节吧。