c语言面试问及多线程时怎么答

在面试中，当被问及多线程时，可以从以下几个方面进行回答：

1、什么是多线程？

多线程是一种程序执行方式，它允许在一个程序中有多个线程同时执行，每个线程都有自己的栈、程序计数器和局部变量等资源，它们可以并行地执行不同的任务，多线程可以提高程序的执行效率，充分利用计算机的多核处理器资源。

2、为什么要使用多线程？

使用多线程的主要目的是提高程序的执行效率，在单线程程序中，如果某个任务需要花费很长时间才能完成，那么整个程序都将处于等待状态，无法继续执行其他任务，而在多线程程序中，可以将耗时的任务分配给一个单独的线程去执行，这样其他线程就可以继续执行其他任务，从而提高整体的执行效率。

3、如何创建和管理多线程？

在C语言中，可以使用POSIX线程库（pthread）来创建和管理多线程，以下是一个简单的多线程示例：

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
void *print_hello(void *arg) {
    printf("Hello from thread %ld!
", (long)arg);
    return NULL;
}
int main() {
    pthread_t thread1, thread2;
    int rc1, rc2;
    // 创建两个线程
    rc1 = pthread_create(&thread1, NULL, print_hello, (void *)1);
    if (rc1) {
        printf("Error: Unable to create thread 1.
");
        return 1;
    }
    rc2 = pthread_create(&thread2, NULL, print_hello, (void *)2);
    if (rc2) {
        printf("Error: Unable to create thread 2.
");
        return 2;
    }
    // 等待两个线程执行完毕
    pthread_join(thread1, NULL);
    pthread_join(thread2, NULL);
    return 0;
}

在这个示例中，我们首先包含了pthread.h头文件，然后定义了一个print_hello函数，该函数将在新线程中执行，在main函数中，我们使用pthread_create函数创建了两个线程，并将print_hello函数作为线程的入口点，我们使用pthread_join函数等待两个线程执行完毕。

4、如何处理线程间的同步和互斥？

在多线程程序中，可能会遇到多个线程访问共享资源的情况，为了避免数据竞争和不一致的状态，我们需要使用同步和互斥机制来保护共享资源，在C语言中，可以使用POSIX信号量（semaphore）和互斥锁（mutex）来实现同步和互斥。

以下是一个使用互斥锁的示例：

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h> // for sleep function
int counter = 0; // 全局共享变量
pthread_mutex_t lock; // 互斥锁
void *increment(void *arg) {
    for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
        pthread_mutex_lock(&lock); // 加锁
        counter++; // 对共享变量进行操作
        pthread_mutex_unlock(&lock); // 解锁
    }
    return NULL;
}
int main() {
    pthread_t thread1, thread2;
    int rc1, rc2;
    // 初始化互斥锁
    pthread_mutex_init(&lock, NULL);
    // 创建两个线程并启动它们
    rc1 = pthread_create(&thread1, NULL, increment, NULL);
    if (rc1) {
        printf("Error: Unable to create thread 1.
");
        return 1;
    }
    rc2 = pthread_create(&thread2, NULL, increment, NULL);
    if (rc2) {
        printf("Error: Unable to create thread 2.
");
        return 2;
    }
    pthread_join(thread1, NULL); // 等待第一个线程执行完毕，但不回收其资源，以便第二个线程可以运行并释放资源，这样可以确保counter的值正确。
    pthread_join(thread2, NULL); // 等待第二个线程执行完毕，但不回收其资源，以便主线程可以运行并释放资源，这样可以确保counter的值正确。
    printf("Counter: %d
", counter); // 输出结果应为2000000，因为两个线程都对counter进行了1000000次递增操作。