C語言編程中的鎖與線程管理試題及答案

C語言編程中的鎖與線程管理試題及答案姓名：____________________

一、單項選擇題（每題2分，共10題）

1.在C語言中，以下哪項是正確的線程同步機制？

A.指針

B.結構體

C.互斥鎖（mutex）

D.前置條件

2.以下哪個函數(shù)用于創(chuàng)建線程？

A.pthread_create()

B.thread_create()

C.create_thread()

D.make_thread()

3.在C語言中，以下哪個數(shù)據(jù)類型用于線程標識？

A.pid_t

B.pthread_t

C.tid_t

D.id_t

4.在多線程編程中，以下哪個是線程間同步的原語？

A.sleep()

B.yield()

C.mutex_lock()

D.sem_wait()

5.以下哪個函數(shù)用于刪除線程？

A.pthread_join()

B.pthread_detach()

C.pthread_remove()

D.thread_free()

6.在C語言中，互斥鎖的初始化是通過哪個函數(shù)完成的？

A.pthread_mutex_init()

B.mutex_init()

C.create_mutex()

D.open_mutex()

7.以下哪個是線程的取消狀態(tài)？

A.PTHREAD_CANCEL_ENABLE

B.PTHREAD_CANCEL_DISABLE

C.PTHREAD_CANCEL_DEFERRED

D.PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS

8.在C語言中，以下哪個函數(shù)用于線程的取消？

A.pthread_cancel()

B.cancel_thread()

C.thread_kill()

D.destroy_thread()

9.在C語言中，以下哪個是條件變量的初始化函數(shù)？

A.pthread_cond_init()

B.cond_init()

C.create_cond()

D.open_cond()

10.在C語言中，以下哪個是條件變量的等待函數(shù)？

A.pthread_cond_wait()

B.cond_wait()

C.wait_cond()

D.lock_cond()

二、填空題（每空2分，共5題）

1.在C語言中，使用互斥鎖前需要先進行_________初始化。

2.創(chuàng)建線程的函數(shù)是_________。

3.在C語言中，線程標識符的類型是_________。

4.互斥鎖的取消函數(shù)是_________。

5.線程的同步機制主要是通過_________實現(xiàn)的。

三、簡答題（每題5分，共10分）

1.簡述C語言中互斥鎖的使用步驟。

2.簡述C語言中條件變量的作用。

四、編程題（共20分）

編寫一個C語言程序，使用互斥鎖和條件變量實現(xiàn)生產(chǎn)者-消費者模型。其中，生產(chǎn)者負責生產(chǎn)數(shù)據(jù)，消費者負責消費數(shù)據(jù)，并要求在消費過程中能夠正確地等待數(shù)據(jù)。

二、多項選擇題（每題3分，共10題）

1.在C語言中，以下哪些是線程安全的數(shù)據(jù)結構？

A.整數(shù)

B.結構體

C.數(shù)組

D.互斥鎖

E.線程標識符

2.使用互斥鎖時，以下哪些是正確的操作順序？

A.初始化互斥鎖

B.鎖定互斥鎖

C.釋放互斥鎖

D.刪除互斥鎖

E.修改互斥鎖

3.以下哪些函數(shù)可以用來修改線程的優(yōu)先級？

A.pthread_setschedparam()

B.setpriority()

C.nice()

D.pthread_getschedparam()

E.pthread_setschedprio()

4.在C語言中，以下哪些是線程同步的方法？

A.信號量（semaphore）

B.條件變量（conditionvariable）

C.臨界區(qū)（criticalsection）

D.線程池（threadpool）

E.數(shù)據(jù)庫連接（databaseconnection）

5.以下哪些函數(shù)可以用來創(chuàng)建條件變量？

A.pthread_cond_init()

B.cond_init()

C.create_cond()

D.open_cond()

E.pthread_cond_create()

6.在C語言中，以下哪些是線程取消的類型？

A.PTHREAD_CANCEL_ENABLE

B.PTHREAD_CANCEL_DISABLE

C.PTHREAD_CANCEL_DEFERRED

D.PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS

E.PTHREAD_CANCEL_MERGE

7.以下哪些函數(shù)可以用來等待條件變量？

A.pthread_cond_wait()

B.cond_wait()

C.wait_cond()

D.lock_cond()

E.pthread_cond_timedwait()

8.在C語言中，以下哪些是線程間通信的方式？

A.管道（pipe）

B.套接字（socket）

C.共享內存（sharedmemory）

D.信號（signal）

E.互斥鎖（mutex）

9.以下哪些是線程池的優(yōu)點？

A.提高程序響應速度

B.減少系統(tǒng)開銷

C.提高程序可擴展性

D.提高程序可維護性

E.減少程序復雜度

10.在C語言中，以下哪些是線程池的常見實現(xiàn)方式？

A.使用線程數(shù)組

B.使用線程鏈表

C.使用條件變量

D.使用互斥鎖

E.使用消息隊列

三、判斷題（每題2分，共10題）

1.在C語言中，互斥鎖可以防止多個線程同時訪問共享資源。（）

2.創(chuàng)建線程后，主線程會立即等待子線程結束。（）

3.線程的取消狀態(tài)可以設置為立即取消，這意味著線程將立即退出。（）

4.在C語言中，條件變量只能與互斥鎖一起使用。（）

5.使用互斥鎖可以保證臨界區(qū)內的代碼不會被其他線程同時執(zhí)行。（）

6.線程池可以提高程序的性能，因為它減少了線程創(chuàng)建和銷毀的開銷。（）

7.在C語言中，互斥鎖的初始化操作是可選的。（）

8.如果一個線程在執(zhí)行中調用了pthread_join()，那么這個線程將不會繼續(xù)執(zhí)行。（）

9.在C語言中，條件變量的等待函數(shù)會自動釋放互斥鎖。（）

10.線程池中的線程在完成工作后會自動等待下一個任務。（）

四、簡答題（每題5分，共6題）

1.簡述C語言中互斥鎖的基本作用。

2.解釋C語言中線程同步的概念，并舉例說明。

3.簡述C語言中條件變量的工作原理。

4.描述C語言中線程池的基本原理和優(yōu)勢。

5.在多線程編程中，如何避免競態(tài)條件？

6.簡述C語言中線程取消機制的工作流程。

試卷答案如下

一、單項選擇題

1.C

解析思路：互斥鎖是線程同步的一種機制，用于防止多個線程同時訪問共享資源。

2.A

解析思路：pthread_create()是C語言中創(chuàng)建線程的標準函數(shù)。

3.B

解析思路：pthread_t是C語言中線程標識符的數(shù)據(jù)類型。

4.C

解析思路：mutex_lock()是鎖定互斥鎖的函數(shù)，用于實現(xiàn)線程同步。

5.B

解析思路：pthread_detach()用于刪除線程，使線程在完成工作后自動釋放資源。

6.A

解析思路：pthread_mutex_init()用于初始化互斥鎖。

7.C

解析思路：PTHREAD_CANCEL_DEFERRED是線程取消的延遲狀態(tài)。

8.A

解析思路：pthread_cancel()用于取消線程。

9.A

解析思路：pthread_cond_init()用于初始化條件變量。

10.A

解析思路：pthread_cond_wait()是線程等待條件變量的函數(shù)。

二、多項選擇題

1.B,D,E

解析思路：結構體、互斥鎖和線程標識符是線程安全的數(shù)據(jù)結構。

2.A,B,C,D

解析思路：初始化、鎖定、釋放和刪除是使用互斥鎖的正確操作順序。

3.A,B,C,D

解析思路：pthread_setschedparam(),setpriority(),nice(),pthread_getschedparam()和pthread_setschedprio()可以修改線程的優(yōu)先級。

4.A,B,C

解析思路：信號量、條件變量和臨界區(qū)是線程同步的方法。

5.A,B,E

解析思路：pthread_cond_init(),cond_init()和pthread_cond_create()可以用來創(chuàng)建條件變量。

6.A,B,C,D

解析思路：PTHREAD_CANCEL_ENABLE,PTHREAD_CANCEL_DISABLE,PTHREAD_CANCEL_DEFERRED和PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS是線程取消的類型。

7.A,B,C,E

解析思路：pthread_cond_wait(),cond_wait(),wait_cond()和pthread_cond_timedwait()可以用來等待條件變量。

8.A,B,C,D

解析思路：管道、套接字、共享內存和信號是線程間通信的方式。

9.A,B,C,D

解析思路：提高程序響應速度、減少系統(tǒng)開銷、提高程序可擴展性和提高程序可維護性是線程池的優(yōu)點。

10.A,B,C,D

解析思路：使用線程數(shù)組、線程鏈表、條件變量和消息隊列是線程池的常見實現(xiàn)方式。

三、判斷題

1.√

2.×

3.√

4.×

5.√

6.√

7.×

8.√

9.√

10.×

四、簡答題

1.互斥鎖的基本作用是確保在任意時刻只有一個線程可以訪問共享資源，從而避免競態(tài)條件。

2.線程同步的概念是指多個線程在執(zhí)行過程中需要協(xié)調彼此的行為，以避免沖突和競態(tài)條件。例如，使用互斥鎖來確保臨界區(qū)內的代碼不會被多個線程同時執(zhí)行。

3.條件變量的工作原理是線程在等待某個條件成立時掛起，直到其他線程修改條件變量，通