C语言多线程编程入门（手把手教你使用pthread实现并发）

准备工作：安装与编译环境

在Linux或macOS系统中，pthread库通常已经预装。你只需要在编译时链接该库即可：

gcc -o mythread mythread.c -lpthread

注意：-lpthread 是链接pthread库的关键参数。

第一个多线程程序

下面我们编写一个最简单的多线程程序，创建一个新线程并让它打印一条消息。

#include <stdio.h>#include <pthread.h>#include <unistd.h> // 用于sleep函数// 线程执行函数void* thread_function(void* arg) {    printf("Hello from the new thread!\n");    sleep(1); // 模拟耗时操作    return NULL;}int main() {    pthread_t thread_id;    // 创建线程    if (pthread_create(&thread_id, NULL, thread_function, NULL) != 0) {        perror("Failed to create thread");        return 1;    }    printf("Hello from the main thread!\n");    // 等待新线程结束    pthread_join(thread_id, NULL);    printf("Thread finished. Main exiting.\n");    return 0;}

这段代码展示了C语言并发编程的基本结构：

• pthread_create()：创建一个新线程。
• pthread_join()：主线程等待子线程完成。
• 线程函数必须返回 void* 类型，并接受一个 void* 参数。

线程传参与返回值

线程函数可以通过参数传递数据，也可以返回结果。下面是一个带参数和返回值的例子：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <pthread.h>void* square(void* arg) {    int num = *(int*)arg;    int* result = malloc(sizeof(int));    *result = num * num;    return (void*)result;}int main() {    pthread_t tid;    int input = 5;    int* output;    pthread_create(&tid, NULL, square, &input);    pthread_join(tid, (void**)&output);    printf("Square of %d is %d\n", input, *output);    free(output); // 记得释放动态分配的内存    return 0;}

线程同步：避免竞态条件

当多个线程访问共享资源（如全局变量）时，可能会发生竞态条件（Race Condition）。为了解决这个问题，我们需要使用互斥锁（Mutex）。

#include <stdio.h>#include <pthread.h>int counter = 0;pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;void* increment(void* arg) {    for (int i = 0; i < 100000; i++) {        pthread_mutex_lock(&mutex);        counter++;        pthread_mutex_unlock(&mutex);    }    return NULL;}int main() {    pthread_t t1, t2;    pthread_create(&t1, NULL, increment, NULL);    pthread_create(&t2, NULL, increment, NULL);    pthread_join(t1, NULL);    pthread_join(t2, NULL);    printf("Final counter value: %d\n", counter); // 应该是200000    return 0;}

如果没有互斥锁，两个线程可能同时读取和写入 counter，导致结果小于200000。

总结

通过本教程，你已经掌握了pthread教程中的核心概念：创建线程、传递参数、等待线程结束以及使用互斥锁进行同步。这些都是多线程入门必备的知识点。

记住，多线程虽然强大，但也容易引入死锁、竞态等复杂问题。建议从小项目开始练习，逐步深入理解并发模型。

继续学习的方向包括：条件变量（pthread_cond_t）、线程池、信号量等高级主题。

希望这篇关于C语言多线程编程的教程对你有所帮助！