C语言多线程编程：核心知识解析与实战答疑-C++-PHP中文网

C语言多线程编程：核心知识解析与实战答疑

PHPz

发布： 2024-10-16 09:03:02

原创

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c语言多线程编程通过posix线程库实现，核心包括线程创建、线程同步和线程终止。线程创建使用pthread_create()函数，线程同步机制有互斥量、条件变量和信号量，线程可通过pthread_exit()、pthread_cancel()和pthread_join()终止。实战示例中，创建并运行多线程程序，使用互斥量保护共享数据，确保线程安全访问。

C语言多线程编程：核心知识解析与实战答疑

C 语言多线程编程：核心知识解析与实战答疑

引言

多线程编程是一种并发编程技术，它允许在一个应用程序内同时执行多个任务。在 C 语言中，可以使用 POSIX 线程 (pthreads) 库进行多线程编程。

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核心知识解析

线程创建

要创建线程，可以使用 pthread_create() 函数：

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int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine)(void *), void *arg);

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thread：用来存储新创建线程的 ID。
attr：线程属性，可以通过 pthread_attr_init() 函数初始化。
start_routine：线程启动函数，指定线程运行的代码。
arg：传递给启动函数的参数。

线程同步

线程同步机制用于协调多个线程之间的访问和操作。常见的方法包括：

互斥量 (mutex)：确保同一时间只有一个线程访问共享数据。
条件变量 (condition variable)：允许线程暂停执行，直到特定的条件满足。
信号量 (semaphore)：限制同时可以访问共享资源的线程数量。

线程终止

线程可以通过多种方式终止：

pthread_exit()：由线程自己终止。
pthread_cancel()：从外部取消线程。
pthread_join()：等待线程终止。

实战答疑

如何创建并运行多线程程序

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

void *print_hello(void *arg) {
  printf("Hello from thread %d!\n", (int)arg);
  return NULL;
}

int main() {
  pthread_t tid;

  // 创建一个新线程
  pthread_create(&tid, NULL, print_hello, 0);

  // 主线程等待新线程终止
  pthread_join(tid, NULL);

  return 0;
}

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如何使用互斥量保护共享数据

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

// 全局共享变量
int shared_variable = 0;

// 互斥量
pthread_mutex_t mutex;

void *increment_shared_variable(void *arg) {
  for (int i = 0; i < 100000; i++) {
    // 加锁
    pthread_mutex_lock(&mutex);

    // 修改共享变量
    shared_variable++;

    // 解锁
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
  }

  return NULL;
}

int main() {
  // 初始化互斥量
  pthread_mutex_init(&mutex, NULL);

  pthread_t tid1, tid2;

  // 创建两个线程
  pthread_create(&tid1, NULL, increment_shared_variable, NULL);
  pthread_create(&tid2, NULL, increment_shared_variable, NULL);

  // 等待线程终止
  pthread_join(tid1, NULL);
  pthread_join(tid2, NULL);

  printf("Shared variable: %d\n", shared_variable);

  // 销毁互斥量
  pthread_mutex_destroy(&mutex);

  return 0;
}

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