并發(fā)與多線程編程試題及答案姓名：____________________

一、單項選擇題（每題2分，共10題）

1.以下哪個選項不是C語言中創(chuàng)建線程的方法？

A.使用pthread_create函數(shù)

B.使用fork系統(tǒng)調(diào)用

C.使用thread函數(shù)

D.使用create線程庫

2.在多線程編程中，線程同步的主要目的是什么？

A.提高程序的執(zhí)行效率

B.防止多個線程同時訪問共享資源

C.提高程序的運行速度

D.減少程序運行時間

3.以下哪個是C語言中互斥鎖（mutex）的聲明方式？

A.mutex_tlock;

B.pthread_mutex_tlock;

C.mutexlock;

D.pthread_mutex_tlock;

4.以下哪個函數(shù)用于釋放互斥鎖？

A.pthread_mutex_lock()

B.pthread_mutex_unlock()

C.pthread_mutex_init()

D.pthread_mutex_destroy()

5.在多線程編程中，以下哪個是線程安全的函數(shù)？

A.printf()

B.scanf()

C.malloc()

D.free()

6.以下哪個函數(shù)用于線程的等待？

A.pthread_join()

B.pthread_cond_wait()

C.pthread_cond_signal()

D.pthread_cond_broadcast()

7.在C語言中，以下哪個是線程的創(chuàng)建函數(shù)？

A.pthread_create()

B.pthread_join()

C.pthread_mutex_init()

D.pthread_cond_init()

8.以下哪個是C語言中線程終止函數(shù)？

A.pthread_exit()

B.pthread_join()

C.pthread_mutex_lock()

D.pthread_cond_signal()

9.在多線程編程中，以下哪個是線程間通信的同步機制？

A.信號量（semaphore）

B.互斥鎖（mutex）

C.條件變量（conditionvariable）

D.全局變量

10.以下哪個函數(shù)用于初始化條件變量？

A.pthread_cond_init()

B.pthread_cond_wait()

C.pthread_cond_signal()

D.pthread_cond_broadcast()

二、填空題（每空2分，共10空）

1.在C語言中，創(chuàng)建線程的函數(shù)是__________。

2.線程同步的主要目的是防止多個線程同時訪問__________。

3.互斥鎖（mutex）在C語言中的聲明方式是__________。

4.釋放互斥鎖的函數(shù)是__________。

5.線程安全的函數(shù)有__________、__________、__________等。

6.線程的等待函數(shù)是__________。

7.線程的創(chuàng)建函數(shù)是__________。

8.線程的終止函數(shù)是__________。

9.線程間通信的同步機制有__________、__________、__________等。

10.初始化條件變量的函數(shù)是__________。

三、簡答題（每題5分，共10分）

1.簡述線程和進程的區(qū)別。

2.簡述互斥鎖（mutex）的作用。

四、編程題（共15分）

編寫一個C語言程序，使用多線程實現(xiàn)一個計算斐波那契數(shù)列的程序。主線程負(fù)責(zé)輸入一個正整數(shù)n，工作線程負(fù)責(zé)計算斐波那契數(shù)列的前n個數(shù)，并將結(jié)果輸出到控制臺。要求使用互斥鎖（mutex）來保護共享資源。

二、多項選擇題（每題3分，共10題）

1.C語言中線程同步的方法包括哪些？

A.使用互斥鎖（mutex）

B.使用條件變量（conditionvariable）

C.使用信號量（semaphore）

D.使用死鎖檢測算法

2.以下哪些是C語言中創(chuàng)建線程的函數(shù)參數(shù)？

A.線程標(biāo)識符

B.線程函數(shù)指針

C.線程屬性結(jié)構(gòu)體指針

D.線程棧大小

3.互斥鎖（mutex）的作用有哪些？

A.防止多個線程同時訪問共享資源

B.保證線程的執(zhí)行順序

C.實現(xiàn)線程的通信

D.減少線程間的沖突

4.在多線程編程中，以下哪些情況可能導(dǎo)致死鎖？

A.線程持有資源并等待其他線程釋放資源

B.線程釋放資源并等待其他線程釋放資源

C.線程在臨界區(qū)中等待資源

D.線程在非臨界區(qū)中等待資源

5.以下哪些是C語言中線程間通信的方式？

A.使用條件變量（conditionvariable）

B.使用共享內(nèi)存（sharedmemory）

C.使用信號量（semaphore）

D.使用管道（pipe）

6.以下哪些是線程屬性（threadattribute）的設(shè)置方式？

A.通過pthread_attr_t結(jié)構(gòu)體設(shè)置

B.通過函數(shù)參數(shù)設(shè)置

C.通過宏定義設(shè)置

D.通過環(huán)境變量設(shè)置

7.以下哪些是線程同步的常見問題？

A.死鎖（deadlock）

B.活鎖（livelock）

C.饑餓（starvation）

D.競態(tài)條件（racecondition）

8.以下哪些是C語言中線程終止的方式？

A.線程函數(shù)正常返回

B.使用pthread_exit函數(shù)

C.線程被其他線程終止

D.線程因為錯誤而終止

9.以下哪些是C語言中線程安全的函數(shù)？

A.malloc

B.free

C.printf

D.scanf

10.以下哪些是C語言中線程間通信的同步機制？

A.信號量（semaphore）

B.互斥鎖（mutex）

C.條件變量（conditionvariable）

D.臨界區(qū)（criticalsection）

三、判斷題（每題2分，共10題）

1.在C語言中，一個進程可以創(chuàng)建多個線程。（√）

2.線程的創(chuàng)建和銷毀不需要系統(tǒng)調(diào)用。（×）

3.互斥鎖（mutex）可以保證多個線程對共享資源的訪問順序。（√）

4.使用條件變量（conditionvariable）可以避免死鎖。（×）

5.在多線程編程中，線程間的通信可以通過共享內(nèi)存實現(xiàn)。（√）

6.線程屬性（threadattribute）可以設(shè)置線程的調(diào)度策略。（√）

7.死鎖是線程同步中的一種常見問題。（√）

8.線程函數(shù)返回時，線程會自動被銷毀。（√）

9.在C語言中，所有線程共享同一塊堆內(nèi)存。（×）

10.互斥鎖（mutex）和條件變量（conditionvariable）都是線程同步的機制。（√）

四、簡答題（每題5分，共6題）

1.簡述線程和進程的主要區(qū)別。

2.簡述信號量（semaphore）在多線程編程中的作用。

3.解釋什么是競態(tài)條件（racecondition），并給出一個簡單的例子。

4.簡述線程同步的常見方法及其優(yōu)缺點。

5.如何避免多線程編程中的死鎖問題？

6.簡述條件變量（conditionvariable）在多線程編程中的應(yīng)用場景。

試卷答案如下

一、單項選擇題（每題2分，共10題）

1.B

解析：在C語言中，fork系統(tǒng)調(diào)用用于創(chuàng)建進程，而不是線程。

2.B

解析：線程同步的主要目的是防止多個線程同時訪問共享資源，避免數(shù)據(jù)競爭。

3.B

解析：pthread_mutex_t是C語言中互斥鎖的類型。

4.B

解析：pthread_mutex_unlock()函數(shù)用于釋放互斥鎖。

5.D

解析：printf()、scanf()、malloc()和free()都是線程安全的函數(shù)。

6.A

解析：pthread_join()函數(shù)用于線程的等待。

7.A

解析：pthread_create()函數(shù)用于創(chuàng)建線程。

8.A

解析：pthread_exit()函數(shù)用于線程的終止。

9.A

解析：信號量（semaphore）是線程間通信的同步機制。

10.A

解析：pthread_cond_init()函數(shù)用于初始化條件變量。

二、多項選擇題（每題3分，共10題）

1.ABC

解析：線程同步的方法包括使用互斥鎖、條件變量和信號量。

2.ABCD

解析：創(chuàng)建線程的函數(shù)參數(shù)包括線程標(biāo)識符、線程函數(shù)指針、線程屬性結(jié)構(gòu)體指針和線程棧大小。

3.AB

解析：互斥鎖的作用是防止多個線程同時訪問共享資源，保證線程的執(zhí)行順序。

4.AC

解析：線程持有資源并等待其他線程釋放資源和線程在臨界區(qū)中等待資源可能導(dǎo)致死鎖。

5.ABCD

解析：線程間通信的方式包括使用條件變量、共享內(nèi)存、信號量和管道。

6.AB

解析：線程屬性可以通過pthread_attr_t結(jié)構(gòu)體設(shè)置或通過函數(shù)參數(shù)設(shè)置。

7.ABCD

解析：線程同步的常見問題包括死鎖、活鎖、饑餓和競態(tài)條件。

8.ABC

解析：線程可以通過線程函數(shù)正常返回、使用pthread_exit函數(shù)或被其他線程終止。

9.ABC

解析：malloc、free、printf和scanf都是線程安全的函數(shù)。

10.ABC

解析：信號量、互斥鎖和條件變量都是線程間通信的同步機制。

三、判斷題（每題2分，共10題）

1.√

2.×

3.√

4.×

5.√

6.√

7.√

8.√

9.×

10.√

四、簡答題（每題5分，共6題）

1.線程和進程的主要區(qū)別在于線程是進程的一部分，共享進程的資源，如內(nèi)存空間、文件描述符等，而進程是獨立的執(zhí)行單元，擁有自己的資源。

2.信號量（semaphore）在多線程編程中的作用是同步線程的執(zhí)行，通過增加和減少信號量的值來控制對共享資源的訪問。

3.競態(tài)條件是指多個線程在訪問共享資源時，由于執(zhí)行順序的不確定性，導(dǎo)致結(jié)果不可預(yù)測。例如，兩個線程同時讀取一個變量，然后同時寫入該變量，可能導(dǎo)致讀取