C语言句柄的线程安全访问

在C语言中，句柄通常用于表示资源，如文件、网络连接等。线程安全访问意味着在多线程环境下，对句柄的操作不会导致数据竞争、死锁或其他并发问题。为了实现线程安全的句柄访问，可以采取以下几种策略：

1. 同步原语：使用互斥锁（mutex）、信号量（semaphore）等同步原语来保护对句柄的访问。当一个线程需要访问句柄时，它必须首先获取锁。如果锁已被其他线程持有，则该线程将被阻塞，直到锁被释放。

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

pthread_mutex_t lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
int handle = 0;

void *thread_func(void *arg) {
    pthread_mutex_lock(&lock);
    // 访问句柄的操作
    handle++;
    printf("Handle: %d\n", handle);
    pthread_mutex_unlock(&lock);
    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t threads[10];
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        pthread_create(&threads[i], NULL, thread_func, NULL);
    }
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        pthread_join(threads[i], NULL);
    }
    return 0;
}

2. 使用原子操作：原子操作是一种不可中断的操作，它可以确保在多线程环境下对句柄的访问不会被其他线程干扰。C语言提供了一组原子操作函数，如pthread_atomic_add()等。

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

pthread_mutex_t lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
int handle = 0;

void *thread_func(void *arg) {
    pthread_mutex_lock(&lock);
    // 使用原子操作访问句柄
    int prev_handle = pthread_atomic_add(&handle, 1);
    printf("Handle: %d\n", prev_handle);
    pthread_mutex_unlock(&lock);
    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t threads[10];
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        pthread_create(&threads[i], NULL, thread_func, NULL);
    }
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        pthread_join(threads[i], NULL);
    }
    return 0;
}

3. 使用线程局部存储（Thread Local Storage，TLS）：TLS允许每个线程拥有自己的变量副本，从而避免对共享资源的竞争。在C语言中，可以使用__thread关键字或pthread_key_create()函数创建TLS变量。

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

__thread int handle = 0;

void *thread_func(void *arg) {
    // 访问线程局部存储的句柄
    handle++;
    printf("Handle: %d\n", handle);
    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t threads[10];
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        pthread_create(&threads[i], NULL, thread_func, NULL);
    }
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        pthread_join(threads[i], NULL);
    }
    return 0;
}

请注意，这些策略并非互斥的，可以根据实际需求组合使用。在实际应用中，还需要考虑其他因素，如性能、可维护性等。