2026年C并發(fā)編程與多線程技術(shù)應(yīng)用筆試題目一、單選題（共10題，每題2分，合計(jì)20分）1.在C語言中，以下哪個(gè)函數(shù)用于創(chuàng)建新線程？A.`fork()`B.`pthread_create()`C.`create_thread()`D.`start_thread()`2.以下哪個(gè)同步原語用于防止多個(gè)線程同時(shí)訪問共享資源？A.信號(hào)量（Semaphore）B.互斥鎖（Mutex）C.條件變量（ConditionVariable）D.以上都是3.在多線程程序中，以下哪種情況會(huì)導(dǎo)致死鎖（Deadlock）？A.兩個(gè)線程互相等待對(duì)方持有的鎖B.線程優(yōu)先級(jí)不足C.線程睡眠時(shí)間過長(zhǎng)D.系統(tǒng)資源不足4.以下哪個(gè)庫提供了C語言中的線程支持？A.POSIX線程庫（pthread）B.Windows線程庫（CreateThread）C.BothAandBD.NeitherAnorB5.在C語言中，以下哪個(gè)關(guān)鍵字用于聲明線程局部存儲(chǔ)（Thread-localstorage）？A.`static`B.`thread_local`C.`local`D.`volatile`6.以下哪個(gè)函數(shù)用于等待線程結(jié)束？A.`thread_join()`B.`wait_thread()`C.`pthread_join()`D.`end_thread()`7.在多線程環(huán)境中，以下哪種同步機(jī)制適用于生產(chǎn)者-消費(fèi)者問題？A.互斥鎖（Mutex）B.信號(hào)量（Semaphore）C.條件變量（ConditionVariable）D.以上都是8.以下哪個(gè)宏用于檢查線程是否成功創(chuàng)建？A.`pthread_create()`返回值檢查B.`thread_success()`C.`pthread_attr_setstack()`D.`pthread_join()`返回值檢查9.在C語言中，以下哪個(gè)函數(shù)用于設(shè)置線程的屬性？A.`thread_setattr()`B.`pthread_attr_set()`C.`pthread_attr_setstack()`D.`set_thread_attr()`10.以下哪個(gè)術(shù)語描述了多個(gè)線程同時(shí)執(zhí)行相同的代碼段？A.競(jìng)態(tài)條件（RaceCondition）B.死鎖（Deadlock）C.活鎖（Livelock）D.臨界區(qū)（CriticalSection）二、多選題（共5題，每題3分，合計(jì)15分）1.以下哪些是C語言中常見的線程同步機(jī)制？A.互斥鎖（Mutex）B.信號(hào)量（Semaphore）C.條件變量（ConditionVariable）D.原子操作（AtomicOperations）E.事務(wù)內(nèi)存（TransactionalMemory）2.以下哪些情況會(huì)導(dǎo)致線程阻塞？A.等待I/O操作完成B.調(diào)用`pthread_join()`等待線程結(jié)束C.調(diào)用`sleep()`函數(shù)D.獲取不到互斥鎖E.線程優(yōu)先級(jí)過低3.在多線程程序中，以下哪些是死鎖的必要條件？A.互斥條件B.占有并等待條件C.不可搶占條件D.循環(huán)等待條件E.線程優(yōu)先級(jí)不一致4.以下哪些函數(shù)屬于POSIX線程庫（pthread）的API？A.`pthread_create()`B.`pthread_join()`C.`pthread_mutex_init()`D.`CreateThread()`E.`pthread_attr_setstack()`5.在多線程環(huán)境中，以下哪些操作可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)（DataRace）？A.多個(gè)線程同時(shí)讀取同一個(gè)變量B.多個(gè)線程同時(shí)修改同一個(gè)變量C.一個(gè)線程讀取另一個(gè)線程修改的變量D.變量未被初始化就使用E.使用原子操作保護(hù)變量三、填空題（共5題，每題2分，合計(jì)10分）1.在C語言中，使用______關(guān)鍵字可以聲明線程局部存儲(chǔ)（Thread-localstorage）。2.互斥鎖（Mutex）用于防止______，而信號(hào)量（Semaphore）用于控制______。3.死鎖（Deadlock）的四個(gè)必要條件是：互斥條件、______、不可搶占條件和______。4.在POSIX線程庫中，使用______函數(shù)可以等待線程結(jié)束。5.事務(wù)內(nèi)存（TransactionalMemory）是一種用于解決______的硬件或軟件機(jī)制。四、簡(jiǎn)答題（共5題，每題4分，合計(jì)20分）1.簡(jiǎn)述什么是競(jìng)態(tài)條件（RaceCondition），并舉例說明。2.解釋互斥鎖（Mutex）的工作原理，并說明其使用場(chǎng)景。3.什么是死鎖（Deadlock）？請(qǐng)列舉死鎖的四個(gè)必要條件。4.簡(jiǎn)述生產(chǎn)者-消費(fèi)者問題的解決方案，并說明條件變量（ConditionVariable）的作用。5.什么是線程局部存儲(chǔ)（Thread-localstorage）？請(qǐng)說明其應(yīng)用場(chǎng)景。五、編程題（共3題，每題10分，合計(jì)30分）1.編寫一個(gè)C語言程序，創(chuàng)建兩個(gè)線程，分別打印“Hello”和“World”，并使用互斥鎖（Mutex）確保打印順序?yàn)椤癏elloWorld”。2.編寫一個(gè)C語言程序，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)者-消費(fèi)者問題，使用信號(hào)量（Semaphore）和條件變量（ConditionVariable）控制生產(chǎn)者和消費(fèi)者的同步。3.編寫一個(gè)C語言程序，創(chuàng)建一個(gè)線程局部存儲(chǔ)（Thread-localstorage）變量，并在每個(gè)線程中打印該變量的值，驗(yàn)證其線程隔離性。答案與解析一、單選題答案與解析1.B-`pthread_create()`是POSIX線程庫中用于創(chuàng)建新線程的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)。`fork()`是Unix/Linux系統(tǒng)中用于創(chuàng)建子進(jìn)程的函數(shù)，`create_thread()`和`start_thread()`不是標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)。2.B-互斥鎖（Mutex）是一種常見的同步原語，用于防止多個(gè)線程同時(shí)訪問共享資源，避免數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)。信號(hào)量（Semaphore）和條件變量（ConditionVariable）也是同步機(jī)制，但用途不同。3.A-死鎖是指兩個(gè)或多個(gè)線程互相等待對(duì)方持有的鎖，導(dǎo)致無法繼續(xù)執(zhí)行。其他選項(xiàng)不是死鎖的直接原因。4.C-POSIX線程庫（pthread）是跨平臺(tái)的線程支持庫，Windows線程庫（CreateThread）是Windows系統(tǒng)的線程支持庫。兩者都存在，但POSIX線程庫更通用。5.B-`thread_local`關(guān)鍵字用于聲明線程局部存儲(chǔ)，每個(gè)線程都有獨(dú)立的變量副本。`static`只能保證函數(shù)內(nèi)靜態(tài)變量的線程隔離性，但不是專門為此設(shè)計(jì)的。6.C-`pthread_join()`是POSIX線程庫中用于等待線程結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)。其他選項(xiàng)不是標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)或用途不同。7.D-生產(chǎn)者-消費(fèi)者問題通常使用互斥鎖（Mutex）保護(hù)共享緩沖區(qū)，信號(hào)量（Semaphore）控制資源數(shù)量，條件變量（ConditionVariable）控制生產(chǎn)者和消費(fèi)者的同步。以上機(jī)制都可能用到。8.A-`pthread_create()`返回0表示成功，非0表示失敗。其他選項(xiàng)不是標(biāo)準(zhǔn)宏或函數(shù)。9.C-`pthread_attr_setstack()`是POSIX線程庫中用于設(shè)置線程棧屬性的函數(shù)。其他選項(xiàng)不是標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)。10.A-競(jìng)態(tài)條件是指多個(gè)線程同時(shí)訪問共享資源，且至少有一個(gè)線程會(huì)修改該資源，導(dǎo)致結(jié)果不確定。其他選項(xiàng)描述不同現(xiàn)象。二、多選題答案與解析1.A,B,C,D-互斥鎖、信號(hào)量、條件變量和原子操作都是常見的線程同步機(jī)制。事務(wù)內(nèi)存（TransactionalMemory）是更高級(jí)的同步機(jī)制，但并非C語言標(biāo)準(zhǔn)。2.A,B,C,D-等待I/O、等待線程結(jié)束、調(diào)用`sleep()`和獲取不到鎖都會(huì)導(dǎo)致線程阻塞。線程優(yōu)先級(jí)過低可能導(dǎo)致調(diào)度延遲，但不一定阻塞。3.A,B,C,D-死鎖的四個(gè)必要條件是：互斥條件、占有并等待、不可搶占條件和循環(huán)等待。線程優(yōu)先級(jí)不一致不是死鎖的直接原因。4.A,B,C,E-`pthread_create()`、`pthread_join()`、`pthread_mutex_init()`和`pthread_attr_setstack()`都是POSIX線程庫的API。`CreateThread()`是Windows的API。5.B,C-數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)是指多個(gè)線程同時(shí)訪問同一個(gè)變量，且至少有一個(gè)是寫操作。其他選項(xiàng)不是數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)的直接表現(xiàn)。三、填空題答案與解析1.thread_local-`thread_local`關(guān)鍵字用于聲明線程局部存儲(chǔ)，每個(gè)線程都有獨(dú)立的變量副本。2.臨界區(qū)（CriticalSection）、資源數(shù)量-互斥鎖用于防止多個(gè)線程同時(shí)進(jìn)入臨界區(qū)，信號(hào)量用于控制資源的數(shù)量。3.占有并等待（HoldandWait）、不可搶占（NoPreemption）-死鎖的四個(gè)必要條件是：互斥條件、占有并等待、不可搶占條件和循環(huán)等待。4.pthread_join()-`pthread_join()`是POSIX線程庫中用于等待線程結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)。5.數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)（DataRace）-事務(wù)內(nèi)存（TransactionalMemory）是一種用于解決數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)的機(jī)制，通過原子性操作避免數(shù)據(jù)不一致。四、簡(jiǎn)答題答案與解析1.競(jìng)態(tài)條件（RaceCondition）-競(jìng)態(tài)條件是指多個(gè)線程同時(shí)訪問共享資源，且至少有一個(gè)線程會(huì)修改該資源，導(dǎo)致結(jié)果不確定。例如，兩個(gè)線程同時(shí)修改同一個(gè)計(jì)數(shù)器，可能導(dǎo)致計(jì)數(shù)器值錯(cuò)誤。2.互斥鎖（Mutex）-互斥鎖是一種同步原語，用于防止多個(gè)線程同時(shí)訪問共享資源。工作原理：線程獲取鎖時(shí)，如果鎖未被占用，則獲取成功并進(jìn)入臨界區(qū)；如果鎖被占用，則線程阻塞等待。使用場(chǎng)景：保護(hù)共享資源，避免數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)。3.死鎖（Deadlock）-死鎖是指兩個(gè)或多個(gè)線程互相等待對(duì)方持有的鎖，導(dǎo)致無法繼續(xù)執(zhí)行。四個(gè)必要條件：互斥條件、占有并等待、不可搶占條件和循環(huán)等待。4.生產(chǎn)者-消費(fèi)者問題-生產(chǎn)者-消費(fèi)者問題是指多個(gè)生產(chǎn)者和消費(fèi)者線程共享一個(gè)緩沖區(qū)，生產(chǎn)者向緩沖區(qū)添加數(shù)據(jù)，消費(fèi)者從緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)。解決方案：使用互斥鎖保護(hù)緩沖區(qū)，信號(hào)量控制緩沖區(qū)數(shù)量，條件變量控制生產(chǎn)者和消費(fèi)者的同步。5.線程局部存儲(chǔ)（Thread-localstorage）-線程局部存儲(chǔ)（Thread-localstorage）是指每個(gè)線程都有獨(dú)立的變量副本，其他線程無法訪問。應(yīng)用場(chǎng)景：需要線程隔離的變量，如線程ID、線程局部計(jì)數(shù)器等。五、編程題答案與解析1.互斥鎖打印“HelloWorld”cinclude<stdio.h>include<pthread.h>pthread_mutex_tlock=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;intcounter=0;voidprint_hello(voidarg){pthread_mutex_lock(&lock);printf("Hello");counter++;pthread_mutex_unlock(&lock);returnNULL;}voidprint_world(voidarg){pthread_mutex_lock(&lock);printf("World");counter++;pthread_mutex_unlock(&lock);returnNULL;}intmain(){pthread_tt1,t2;pthread_create(&t1,NULL,print_hello,NULL);pthread_create(&t2,NULL,print_world,NULL);pthread_join(t1,NULL);pthread_join(t2,NULL);pthread_mutex_destroy(&lock);return0;}-互斥鎖確保打印順序?yàn)椤癏elloWorld”。2.生產(chǎn)者-消費(fèi)者問題cinclude<stdio.h>include<pthread.h>include<semaphore.h>defineBUFFER_SIZE10intbuffer[BUFFER_SIZE];intin=0,out=0;sem_tempty,full;pthread_mutex_tlock;voidproducer(voidarg){for(inti=0;i<20;i++){sem_wait(&empty);pthread_mutex_lock(&lock);buffer[in]=i;in=(in+1)%BUFFER_SIZE;pthread_mutex_unlock(&lock);sem_post(&full);}returnNULL;}voidconsumer(voidarg){for(inti=0;i<20;i++){sem_wait(&full);pthread_mutex_lock(&lock);intitem=buffer[out];out=(out+1)%BUFFER_SIZE;pthread_mutex_unlock(&lock);sem_post(&empty);printf("Consumed:%d\n",item);}returnNULL;}intmain(){pthread_mutex_init(&lock,NULL);sem_init(&empty,0,BUFFER_SIZE);sem_init(&full,0,0);pthread_tt1,t2;pthread_create(&t1,NULL,p