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如何在C语言中使用pthread库实现多线程编程

news 2025/5/16 16:43:15

以下是使用pthread库的基本步骤：

1. 引入pthread头文件

要使用pthread库，我们首先需要在代码中包含头文件pthread.h：

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

2. 定义线程函数

线程函数是由线程执行的函数。它通常返回一个void *类型，并接收一个void *类型的参数。以下是一个简单的线程函数示例：

void *print_message(void *arg) {char *message = (char *)arg;printf("%s\n", message);return NULL;
}

3. 创建线程

要创建一个线程，我们使用pthread_create()函数。该函数的原型如下：

int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine)(void *), void *arg);

thread：指向线程标识符的指针。
attr：用于设置线程属性，通常传递NULL以使用默认属性。
start_routine：线程函数的指针。
arg：传递给线程函数的参数。

4. 等待线程完成

在主线程中，我们可以使用pthread_join()函数来等待线程的完成。该函数会阻塞主线程，直到指定的线程执行完毕。它的原型如下：

int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);

thread：要等待的线程标识符。
retval：指向存储线程返回值的指针，通常传递NULL。

5. 编译和运行程序

要编译使用pthread库的程序，我们需要使用-pthread编译选项。例如：

gcc -o my_program my_program.c -pthread

6.运行编译后的程序：

./my_program

7.示例输出

Thread 1 is running
Thread 2 is running
Both threads have finished.

以下是如何创建线程的示例：

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>// 线程函数定义
void *print_message(void *arg) {char *message = (char *)arg;  // 将参数转换为字符串printf("%s\n", message);  // 输出线程消息return NULL;
}int main() {pthread_t thread1, thread2;  // 定义两个线程标识符const char *message1 = "Thread 1 is running";  // 线程1的消息const char *message2 = "Thread 2 is running";  // 线程2的消息// 创建线程1if (pthread_create(&thread1, NULL, print_message, (void *)message1) != 0) {perror("Failed to create thread 1");  // 线程创建失败的错误处理return 1;}// 创建线程2if (pthread_create(&thread2, NULL, print_message, (void *)message2) != 0) {perror("Failed to create thread 2");  // 线程创建失败的错误处理return 1;}// 等待线程1完成if (pthread_join(thread1, NULL) != 0) {perror("Failed to join thread 1");  // 等待线程失败的错误处理return 1;}// 等待线程2完成if (pthread_join(thread2, NULL) != 0) {perror("Failed to join thread 2");  // 等待线程失败的错误处理return 1;}printf("Both threads have finished.\n");  // 所有线程完成后的提示信息return 0;
}

在C语言中，main()函数就是主线程运行的地方。创建的其他线程（例如thread1和thread2）是从主线程派生出来的子线程。

主线程的作用

创建和管理子线程：主线程负责创建其他子线程，使用pthread_create()函数启动这些线程。
等待子线程完成：主线程通常需要等待子线程完成执行，以确保所有线程的任务都执行完毕。可以使用pthread_join()函数来实现这一点。
程序的生命周期控制：主线程通常控制程序的整体流程。如果主线程执行结束，整个程序将终止，无论子线程是否完成。因此，主线程的结束时间点必须在所有需要的子线程完成后。

在这个代码中：