C語言多執行緒入門：概念、優勢、Pthread 創建框架與編譯指南

單執行緒 vs 多執行緒

• 單執行緒：串列執行，前一步阻塞後續 (如生成→上傳→刪除檔案)。
• 多執行緒：並行執行，各執行緒獨立完成子任務 (生成/上傳/刪除同時進行)，提升吞吐量、回應性。

Pthread 創建標準框架

#include 
#include 
#include 

#define THREAD_NUM 5

void *scan_task(void *arg) {
    long id = (long)arg;
    printf("ScanTask[%ld] started\n", id);
    // 掃描邏輯
    return NULL;
}

void *process_task(void *arg) {
    puts("ProcessTask started");
    // 處理邏輯
    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t threads[THREAD_NUM];
    pthread_t single;
    
    // 批量創建相同邏輯執行緒
    for (long i = 0; i < THREAD_NUM; i++) {
        if (pthread_create(&threads[i], NULL, scan_task, (void*)i) != 0) {
            perror("pthread_create");
            exit(1);
        }
    }
    // 創建單一不同邏輯執行緒
    pthread_create(&single, NULL, process_task, NULL);
    
    // 關鍵：等待所有執行緒結束
    for (int i = 0; i < THREAD_NUM; i++)
        pthread_join(threads[i], NULL);
    pthread_join(single, NULL);
    
    puts("All threads finished");
    return 0;
}

Linux 編譯指令

gcc -o thread_demo thread_demo.c -lpthread
# -lpthread 必須放在源檔後面，鏈結 pthread 庫

關鍵 API 解析

int pthread_create(pthread_t *tid, const pthread_attr_t *attr,
                   void *(*start_routine)(void *), void *arg);
// tid: 輸出執行緒ID
// attr: 屬性 (NULL 用預設)
// start_routine: 入口函數，簽名 void*(*)(void*)
// arg: 傳遞給入口函數的參數

全域變數競爭警示

多執行緒同時 g_var++ 非原子，導致資料競爭。解決：pthread_mutex_lock、原子操作、pthread_join 確保順序。

總結

• 多執行緒適用於 **獨立、弱耦合** 任務 (I/O 密集、並行計算)。
• 強耦合共享寫入 → 單執行緒或嚴格同步。
• 必須 pthread_join 回收資源，避免殭屍執行緒。