C语言并发编程多线程和多进程

C语言并发编程多线程和多进程C语言并发编程：多线程和多进程
编程中的并发是指程序在同一时间可以执行多个任务或进程。

并发编程可以提高程序的效率和性能，使得程序可以同时处理多个任务，实现高度的并行化。

在C语言中，实现并发编程的两种常见方式是多线程和多进程。

一、多线程
多线程是指在一个进程中创建多个线程，每个线程可以并行执行不同的任务。

C语言提供了pthread库来支持多线程编程。

下面简要介绍多线程的一些核心概念和用法：
1. 线程创建与结束
通过pthread_create函数来创建线程，并且使用pthread_join函数等待线程结束。

示例代码如下：
```c
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
void *thread_func(void *arg) {
// 线程执行的代码
return NULL;
}
int main() {
pthread_t tid;
pthread_create(&tid, NULL, thread_func, NULL);
// 其他主线程执行的代码
pthread_join(tid, NULL);
return 0;
}
```
2. 线程同步与互斥
多线程执行过程中，可能会出现共享资源的竞争问题。

为了避免竞争，需要使用互斥锁来保护共享资源的访问。

示例代码如下： ```c
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
int counter = 0;
pthread_mutex_t mutex;
void *thread_func(void *arg) {
pthread_mutex_lock(&mutex);
counter++;
pthread_mutex_unlock(&mutex);
return NULL;
}
int main() {
pthread_t tid1, tid2;
pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
pthread_create(&tid1, NULL, thread_func, NULL);
pthread_create(&tid2, NULL, thread_func, NULL);
pthread_join(tid1, NULL);
pthread_join(tid2, NULL);
printf("Counter value: %d\n", counter);
pthread_mutex_destroy(&mutex);
return 0;
}
```
3. 线程间通信
多个线程之间可以通过共享内存进行通信。

C语言提供了一些线
程间共享内存的机制，如全局变量、线程局部存储等。

示例代码如下：
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
int number = 0; // 全局变量
void *thread_func1(void *arg) {
number = 10;
return NULL;
}
void *thread_func2(void *arg) {
printf("Value from thread 1: %d\n", number);
return NULL;
}
int main() {
pthread_t tid1, tid2;
pthread_create(&tid1, NULL, thread_func1, NULL); pthread_create(&tid2, NULL, thread_func2, NULL); pthread_join(tid1, NULL);
pthread_join(tid2, NULL);
return 0;
```
二、多进程
多进程是指在一个程序中创建多个子进程，每个子进程可以并行执
行不同的任务。

C语言提供了fork函数和exec函数来支持多进程编程。

下面简要介绍多进程的一些核心概念和用法：
1. 进程创建与结束
通过fork函数来创建子进程，并且通过exit函数来结束进程。

示
例代码如下：
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
int main() {
pid_t pid;
pid = fork();
if (pid < 0) {
printf("Fork error\n");
exit(1);
} else if (pid == 0) {
// 子进程执行的代码
exit(0);
} else {
// 父进程执行的代码
wait(NULL);
printf("Child process finished\n");
}
return 0;
}
```
2. 进程间通信
多个进程之间可以通过管道、共享内存、信号等机制进行通信。

C语言提供了一些进程间通信的函数和结构体，如pipe函数、shmget 函数、signal函数等。

示例代码如下：
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#define SHM_SIZE 1024
int main() {
int shmid;
char *shmaddr;
shmid = shmget(IPC_PRIVATE, SHM_SIZE, IPC_CREAT | 0666); if (shmid == -1) {
printf("Shared memory allocation error\n");
exit(1);
}
shmaddr = shmat(shmid, NULL, 0);
if (shmaddr == (char *) -1) {
printf("Shared memory attachment error\n");
exit(1);
}
sprintf(shmaddr, "Hello, shared memory!");
printf("Message from shared memory: %s\n", shmaddr);
shmdt(shmaddr);
shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL);
return 0;
}
```
综上所述，C语言提供了多线程和多进程的编程支持，可以实现并发编程，提高程序的效率和性能。

通过合理使用多线程和多进程，可以使程序在同一时间处理多个任务或进程，达到高度的并行化。

在编写并发程序时，需要注意线程或进程之间的同步与互斥，以及合适的通信机制，以确保程序的正确性和稳定性。