同步（Synchronization）和互斥（Mutual Exclusion）关系

同步（Synchronization）和互斥（Mutual Exclusion）是多线程/多进程编程中两个核心概念，它们的核心区别如下：

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1. 定义与目标

• 同步
  协调多个线程/进程的执行顺序，确保它们按预期顺序访问共享资源或协作完成任务。
  目标：避免竞争条件（Race Condition），保证程序逻辑正确性。
  示例：线程A写入数据后，线程B才能读取。

• 互斥
  保护共享资源在同一时刻仅被一个线程/进程访问，防止数据损坏。
  目标：避免数据竞争（Data Race），保证资源访问的原子性。
  示例：线程A访问共享变量时，线程B必须等待。

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2. 实现机制

• 同步
  常用机制：

  • 信号量（Semaphore）
  • 条件变量（Condition Variable）
  • 事件（Event）
  • 屏障（Barrier）
    特点：可能涉及线程间的主动等待或通知。

• 互斥
  常用机制：

  • 互斥锁（Mutex）
  • 自旋锁（Spinlock）
    特点：强制独占访问，其他线程必须阻塞或忙等。

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3. 关键区别

维度	同步（Synchronization）	互斥（Mutual Exclusion）
核心目标	控制执行顺序	保护资源独占访问
典型场景	生产者-消费者模型、线程协作	共享变量修改、临界区保护
阻塞性质	可能主动等待（如条件变量）	强制阻塞（如互斥锁）
关系	同步可能依赖互斥（如先锁后同步）	互斥是同步的基础工具之一

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4. 经典比喻

• 互斥：像厕所的“占用”标志，一次只能一个人使用。
• 同步：像接力赛的交接棒，必须等前一棒完成才能传递。

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5. 代码示例（伪代码）

// 互斥：保护共享变量
mutex_lock(&lock);
shared_var++;
mutex_unlock(&lock);

// 同步：线程A等待线程B完成
semaphore_wait(&sem); // 等待信号
// 执行后续操作

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总结：互斥是同步的子集，但同步的范围更广（如线程协作、事件通知等）。实际开发中，两者常结合使用（例如用互斥锁保护临界区，再用条件变量实现线程等待）。