编辑“︁C 语言线程创建”︁

= C语言线程创建 =

== 简介 ==
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。在C语言中，可以使用多线程来实现并发编程，提高程序的执行效率。线程创建是多线程编程的基础，本章将详细介绍如何在C语言中创建线程。

== 线程的基本概念 ==
线程是轻量级的进程，与进程相比，线程的创建和切换开销更小。一个进程可以包含多个线程，这些线程共享进程的资源，如内存空间、文件描述符等。每个线程有自己的栈空间和程序计数器。

== C语言中的线程创建 ==
在C语言中，可以使用POSIX线程库（pthread）来创建和管理线程。pthread库提供了一系列的函数来操作线程，其中最基础的是`pthread_create`函数。

=== pthread_create函数 ===
`pthread_create`函数的原型如下：
<syntaxhighlight lang="c">
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,
                   void *(*start_routine) (void *), void *arg);
</syntaxhighlight>
* `thread`：指向线程标识符的指针。
* `attr`：用于设置线程属性，通常为`NULL`表示使用默认属性。
* `start_routine`：线程函数的入口地址。
* `arg`：传递给线程函数的参数。

=== 示例代码 ===
以下是一个简单的线程创建示例：
<syntaxhighlight lang="c">
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>

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

int main() {
    pthread_t thread1, thread2;
    char *message1 = "Thread 1";
    char *message2 = "Thread 2";

    pthread_create(&thread1, NULL, print_message, (void *)message1);
    pthread_create(&thread2, NULL, print_message, (void *)message2);

    pthread_join(thread1, NULL);
    pthread_join(thread2, NULL);

    return 0;
}
</syntaxhighlight>

=== 输出 ===
<pre>
Thread 1
Thread 2
</pre>
或者
<pre>
Thread 2
Thread 1
</pre>
由于线程的执行顺序是不确定的，输出的顺序可能会有所不同。

=== 代码解释 ===
1. `print_message`函数是线程的入口函数，它接收一个`void *`类型的参数，并将其转换为`char *`类型后打印。
2. `pthread_create`函数创建了两个线程，分别执行`print_message`函数，并传递不同的消息。
3. `pthread_join`函数用于等待线程结束，确保主线程在所有子线程完成后才退出。

== 线程属性 ==
线程属性可以通过`pthread_attr_t`结构体来设置，常见的属性包括：
* 线程的栈大小
* 线程的调度策略
* 线程的分离状态

=== 示例：设置线程栈大小 ===
<syntaxhighlight lang="c">
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>

void *thread_function(void *arg) {
    printf("Thread with custom stack size\n");
    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t thread;
    pthread_attr_t attr;
    size_t stack_size = 1024 * 1024; // 1MB

    pthread_attr_init(&attr);
    pthread_attr_setstacksize(&attr, stack_size);

    pthread_create(&thread, &attr, thread_function, NULL);
    pthread_join(thread, NULL);

    pthread_attr_destroy(&attr);
    return 0;
}
</syntaxhighlight>

== 实际应用场景 ==
线程创建在以下场景中非常有用：
* '''Web服务器'''：每个客户端连接可以由一个独立的线程处理。
* '''并行计算'''：将计算任务分配给多个线程以提高性能。
* '''GUI应用程序'''：主线程处理用户界面，后台线程执行耗时操作。

== 线程同步 ==
由于线程共享进程的资源，可能会出现竞态条件。为了避免这种情况，可以使用同步机制如互斥锁、条件变量等。这部分内容将在后续章节中详细介绍。

== 总结 ==
线程创建是C语言多线程编程的基础。通过`pthread_create`函数可以创建线程，并通过`pthread_join`等待线程完成。线程属性可以进一步定制线程的行为。在实际应用中，线程创建可以显著提高程序的并发性能。

== 参见 ==
* [[C语言线程同步]]
* [[C语言线程终止]]

== 图表 ==
以下是一个线程创建的流程图：
<mermaid>
graph TD
    A[主线程] --> B[创建线程1]
    A --> C[创建线程2]
    B --> D[线程1执行]
    C --> E[线程2执行]
    D --> F[线程1结束]
    E --> G[线程2结束]
    F --> H[主线程继续]
    G --> H
</mermaid>

== 公式 ==
线程的并发执行可以用以下公式表示：
<math>
T_{total} = \max(T_1, T_2, \ldots, T_n)
</math>
其中<math>T_i</math>表示第<math>i</math>个线程的执行时间。

[[Category:编程语言]]
[[Category:C]]
[[Category:C 语言多线程与并发]]