c多线程编程linux

在Linux环境下进行C语言多线程编程，主要依赖于pthread库，以下是对C多线程编程在Linux下的详细阐述：

一、基本概念

1、线程与进程的区别：线程是进程内的执行单元，与同一进程内的其他线程共享进程的内存空间和系统资源，而进程拥有独立的内存空间和系统资源。

2、多线程的优势：提高程序的响应速度和运行效率，充分利用CPU资源，支持多个任务并行执行，提高程序的可扩展性和可维护性。

3、pthread库：Linux下C语言多线程编程依赖于pthread多线程库，它提供了创建和操纵线程的方法，以及一些同步机制，如互斥锁、条件变量等。

二、线程的基本操作

1、pthread_create：用于创建一个新线程，函数原型为int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine) (void *), void *arg);。thread是一个指向线程标识符的指针，attr用来设置线程属性（一般为NULL表示默认属性），start_routine是线程函数的入口地址，arg是传递给线程函数的参数。

2、pthread_join：等待某个线程结束，函数原型为int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);。thread是要等待结束的线程的ID，retval用于获取线程结束时的返回值。

3、pthread_exit：退出线程，函数原型为void pthread_exit(void *retval);。retval是线程结束时的返回值。

三、线程同步

1、互斥锁：在访问临界资源时，通过互斥锁限制同一时刻最多只能有一个线程可以获取临界资源，常用的互斥锁函数有pthread_mutex_init（初始化互斥锁）、pthread_mutex_lock（加锁）、pthread_mutex_unlock（解锁）和pthread_mutex_destroy（销毁互斥锁）。

2、条件变量：用于线程间的同步，允许一个或多个线程等待特定的条件变量，当条件满足时，这些线程会被唤醒，常用的条件变量函数有pthread_cond_init（初始化条件变量）、pthread_cond_wait（等待条件变量）、pthread_cond_signal（发送信号给等待条件变量的一个线程）和pthread_cond_broadcast（发送信号给所有等待条件变量的线程）。

3、自旋锁：与互斥锁功能类似，但自旋锁阻塞后不会让出CPU，会一直忙等待，直到得到锁。

四、示例代码

以下是一个使用互斥锁保护共享资源的示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
char* data[5]; //定义一个长度是5字符串数组
int size = 0; //定义了当前下标,也是人数
pthread_mutex_t lock; //声明互斥锁
void* task(void* p) {
    pthread_mutex_lock(&lock); //加锁
    data[size] = (char*)p; //访问共享资源
    usleep(10000); ++size;
    pthread_mutex_unlock(&lock); //解锁
}
int main() {
    data[size] = "liubei"; size++;
    pthread_mutex_init(&lock, 0); //初始化互斥锁
    pthread_t id1, id2;
    pthread_create(&id1, 0, task, "zhangfei");
    pthread_create(&id2, 0, task, "guanyu");
    pthread_join(id1, 0);
    pthread_join(id2, 0);
    pthread_mutex_destroy(&lock); //删除互斥锁
    int i;
    for (i = 0; i < size; i++) {
        printf("%s
", data[i]);
    }
    return 0;
}

五、FAQs

1、问：为什么需要使用互斥锁来保护共享资源？

答：在多线程编程中，多个线程可能会同时访问和修改同一个共享资源，如果不加以控制，就会导致数据竞争和不一致的问题，互斥锁可以确保在同一时刻只有一个线程能够访问共享资源，从而避免数据混乱，保证程序的正确性。

2、问：如何避免死锁的发生？

答：死锁是指两个或多个线程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象，如果没有外力作用，它们都将无法推进下去，为了避免死锁的发生，可以采取以下措施：尽量减少并发线程的数量；避免一个线程同时获取多个锁；尝试使用定时锁，当一个线程在一定时间内无法获取到锁时，自动放弃并重试；按照一定的顺序获取和释放锁等。