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面试官眼中的C语言线程与进程：实战解析与常见问题解答

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在面试中，面试官往往会针对C语言中的线程与进程进行深入探讨，这不仅考察了应聘者对基本概念的理解，还考察了其在实际编程中的应用能力。本文将结合实战案例，解析C语言中的线程与进程，并解答一些常见问题。

一、线程与进程的基本概念

1. 进程

进程是计算机中正在运行的程序实例，它是系统进行资源分配和调度的基本单位。每个进程都有自己的地址空间、数据段、堆栈等。

2. 线程

线程是进程中的一个实体，被系统独立调度和分派的基本单位。线程自己基本上不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源（如程序计数器、一组寄存器和栈），但它可以与同属一个进程的其他线程共享进程所拥有的全部资源。

二、线程与进程的创建

在C语言中，可以使用pthread库来创建线程和进程。

1. 线程创建

#include <pthread.h>

void *thread_function(void *arg);

int main() {
    pthread_t thread_id;
    int arg = 123;

    pthread_create(&thread_id, NULL, thread_function, (void *)&arg);
    pthread_join(thread_id, NULL);

    return 0;
}

void *thread_function(void *arg) {
    int *my_arg = (int *)arg;
    printf("Thread ID: %ld, Argument: %d\n", pthread_self(), *my_arg);
    return NULL;
}

2. 进程创建

#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    pid_t pid = fork();

    if (pid == 0) {
        // 子进程
        printf("Child process, PID: %d\n", getpid());
    } else {
        // 父进程
        printf("Parent process, PID: %d\n", getpid());
        wait(NULL);
    }

    return 0;
}

三、线程与进程的同步

在多线程或多进程编程中，线程或进程之间可能需要同步，以避免数据竞争和资源冲突。

1. 线程同步

在C语言中，可以使用互斥锁（mutex）和条件变量（condition variable）来实现线程同步。

#include <pthread.h>

pthread_mutex_t lock;
pthread_cond_t cond;

void *thread_function(void *arg) {
    pthread_mutex_lock(&lock);
    // ... 线程同步操作 ...
    pthread_cond_wait(&cond, &lock);
    pthread_mutex_unlock(&lock);
    return NULL;
}

2. 进程同步

在C语言中，可以使用信号量（semaphore）来实现进程同步。

#include <semaphore.h>

sem_t sem;

void *thread_function(void *arg) {
    sem_wait(&sem);
    // ... 进程同步操作 ...
    sem_post(&sem);
    return NULL;
}

四、常见问题解答

1. 线程与进程的区别是什么？

线程是进程的一部分，共享进程的资源，而进程是独立的运行单位，拥有自己的资源。

2. 线程与进程的创建方式有哪些？

线程的创建可以使用pthread库，进程的创建可以使用fork系统调用。

3. 如何实现线程与进程的同步？

线程同步可以使用互斥锁和条件变量，进程同步可以使用信号量。

五、总结

本文介绍了C语言中的线程与进程，包括基本概念、创建方式、同步方法以及常见问题解答。在实际编程中，正确使用线程与进程可以提高程序的性能和可扩展性。希望本文能对您的学习和工作有所帮助。

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