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C语言并发编程：入门必看，实用PDF教程详解

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引言

在多核处理器日益普及的今天，并发编程已经成为软件开发中不可或缺的一部分。C语言作为一种高效、底层、强大的编程语言，在并发编程领域有着广泛的应用。本文将为您详细解析一份实用的C语言并发编程PDF教程，帮助您快速入门并发编程。

一、并发编程基础

1.1 并发与并行的区别

并发编程指的是在同一个时间间隔内，执行多个任务。而并行编程则是指在同一时间执行多个任务。在多核处理器上，并行编程可以通过多个核心同时执行任务来实现。并发编程是并行编程的一种实现方式。

1.2 线程与进程

线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位，它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，进程是系统进行资源分配和调度的基本单位。

1.3 线程同步与互斥

线程同步指的是多个线程之间通过某种机制来保证对共享资源的正确访问。互斥是指多个线程在某一时刻只能有一个线程访问共享资源。

二、C语言并发编程常用技术

2.1 POSIX线程（pthread）

POSIX线程是Linux、Unix等操作系统中的一种线程库，它提供了线程的创建、同步、调度等功能。

2.1.1 创建线程

#include <pthread.h>

void *thread_function(void *arg);

int main() {
    pthread_t thread_id;
    pthread_create(&thread_id, NULL, thread_function, NULL);
    pthread_join(thread_id, NULL);
    return 0;
}

void *thread_function(void *arg) {
    // 线程执行代码
    return NULL;
}

2.1.2 线程同步

#include <pthread.h>

pthread_mutex_t lock;

void *thread_function(void *arg);

int main() {
    pthread_mutex_init(&lock, NULL);
    pthread_t thread_id1, thread_id2;
    pthread_create(&thread_id1, NULL, thread_function, NULL);
    pthread_create(&thread_id2, NULL, thread_function, NULL);
    pthread_join(thread_id1, NULL);
    pthread_join(thread_id2, NULL);
    pthread_mutex_destroy(&lock);
    return 0;
}

void *thread_function(void *arg) {
    pthread_mutex_lock(&lock);
    // 线程执行代码
    pthread_mutex_unlock(&lock);
    return NULL;
}

2.2 锁机制

锁机制是线程同步的一种常见方式，主要包括自旋锁、互斥锁、读写锁等。

2.2.1 自旋锁

#include <pthread.h>

pthread_spinlock_t spinlock;

void *thread_function(void *arg);

int main() {
    pthread_spin_init(&spinlock, PTHREAD_PROCESS_PRIVATE);
    pthread_t thread_id1, thread_id2;
    pthread_create(&thread_id1, NULL, thread_function, NULL);
    pthread_create(&thread_id2, NULL, thread_function, NULL);
    pthread_join(thread_id1, NULL);
    pthread_join(thread_id2, NULL);
    pthread_spin_destroy(&spinlock);
    return 0;
}

void *thread_function(void *arg) {
    pthread_spin_lock(&spinlock);
    // 线程执行代码
    pthread_spin_unlock(&spinlock);
    return NULL;
}

2.3 条件变量

条件变量是一种线程同步机制，它可以阻塞一个或多个线程，直到某个条件成立为止。

#include <pthread.h>

pthread_mutex_t lock;
pthread_cond_t cond;

void *thread_function(void *arg);

int main() {
    pthread_mutex_init(&lock, NULL);
    pthread_cond_init(&cond, NULL);
    pthread_t thread_id1, thread_id2;
    pthread_create(&thread_id1, NULL, thread_function, NULL);
    pthread_create(&thread_id2, NULL, thread_function, NULL);
    pthread_join(thread_id1, NULL);
    pthread_join(thread_id2, NULL);
    pthread_mutex_destroy(&lock);
    pthread_cond_destroy(&cond);
    return 0;
}

void *thread_function(void *arg) {
    pthread_mutex_lock(&lock);
    // 等待条件变量
    pthread_cond_wait(&cond, &lock);
    // 条件成立，继续执行
    pthread_mutex_unlock(&lock);
    return NULL;
}

三、总结

C语言并发编程是一门涉及多方面知识的领域，本文仅为您介绍了部分基础知识和常用技术。在实际应用中，您还需要不断学习和实践，才能成为一名优秀的并发编程工程师。希望这份实用的C语言并发编程PDF教程能够帮助您入门并发编程。

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