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C语言编程入门：轻松上手线程创建与同步实例教程

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在C语言编程中，线程是处理并发任务的一种有效方式。通过创建和同步线程，可以提升程序的执行效率和响应速度。本教程将带领初学者轻松上手C语言中的线程创建与同步，并通过实例演示其应用。

一、线程概述

线程是程序执行的基本单位，它是一个比进程更轻量级的执行实体。一个进程可以包含多个线程，它们共享进程的地址空间，但拥有各自的栈空间和执行状态。

1.1 线程的创建

在C语言中，可以使用pthread库来创建线程。pthread是POSIX线程库，支持跨平台的线程操作。

1.2 线程的同步

线程同步是确保线程安全的重要手段，常用的同步机制包括互斥锁、条件变量和信号量等。

二、线程创建实例

以下是一个使用pthread库创建线程的简单实例：

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

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

int main() {
    pthread_t thread_id;
    int arg = 1;

    // 创建线程
    if (pthread_create(&thread_id, NULL, thread_function, &arg) != 0) {
        perror("pthread_create");
        return 1;
    }

    // 等待线程结束
    if (pthread_join(thread_id, NULL) != 0) {
        perror("pthread_join");
        return 1;
    }

    return 0;
}

在上面的代码中，我们定义了一个名为thread_function的线程函数，它将输出一个简单的问候语。在main函数中，我们使用pthread_create创建了一个线程，并传递了一个整数值arg作为参数。然后，使用pthread_join等待线程结束。

三、线程同步实例

以下是一个使用互斥锁实现线程同步的实例：

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

pthread_mutex_t lock;

void *thread_function(void *arg) {
    // 获取互斥锁
    pthread_mutex_lock(&lock);
    printf("Thread %d is entering the critical section.\n", *(int *)arg);
    // ... 执行临界区代码 ...
    printf("Thread %d is leaving the critical section.\n", *(int *)arg);
    // 释放互斥锁
    pthread_mutex_unlock(&lock);
    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t thread_id1, thread_id2;
    int arg1 = 1, arg2 = 2;

    // 初始化互斥锁
    pthread_mutex_init(&lock, NULL);

    // 创建线程
    if (pthread_create(&thread_id1, NULL, thread_function, &arg1) != 0) {
        perror("pthread_create");
        return 1;
    }
    if (pthread_create(&thread_id2, NULL, thread_function, &arg2) != 0) {
        perror("pthread_create");
        return 1;
    }

    // 等待线程结束
    pthread_join(thread_id1, NULL);
    pthread_join(thread_id2, NULL);

    // 销毁互斥锁
    pthread_mutex_destroy(&lock);

    return 0;
}

在上面的代码中，我们定义了一个互斥锁lock，并在线程函数中使用了pthread_mutex_lock和pthread_mutex_unlock来保护临界区。这样，在任何时刻，只有一个线程可以执行临界区代码。

四、总结

本教程介绍了C语言编程中线程的创建与同步，并通过实例演示了其应用。通过学习本文，初学者可以轻松上手C语言中的线程编程。在实际项目中，线程的创建与同步是提高程序性能的重要手段，希望本文能对您有所帮助。

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