C语言异步多线程详解

一、C异步多线程实例

C语言中异步多线程的使用非常广泛，特别是在网络通讯和IO操作中提高程序效率有着不可替代的作用。下面我们来看一个简单的C异步多线程实例：

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

void *fun1(void *arg)
{
    printf("Thread1 Start.\n");
    sleep(3);
    printf("Thread1 End.\n");
}

void *fun2(void *arg)
{
    printf("Thread2 Start.\n");
    sleep(1);
    printf("Thread2 End.\n");
}

int main()
{
    pthread_t t1, t2;
    pthread_create(&t1, NULL, fun1, NULL);
    pthread_create(&t2, NULL, fun2, NULL);
    pthread_join(t1, NULL);
    pthread_join(t2, NULL);
    printf("Main End.\n");
    return 0;
}

在这个例子中，我们创建了两个线程，一个执行fun1函数，另一个执行fun2函数。由于是异步多线程，fun1和fun2函数是并行执行的，不会互相干扰。程序的输出结果如下：

Thread2 Start.
Thread1 Start.
Thread2 End.
Thread1 End.
Main End.

可以看到，fun2函数先执行完毕，然后fun1函数才执行完毕，最后才打印出”Main End.”。这说明C异步多线程是可以让多个线程同时执行的。

二、C异步多线程的实现方式

C异步多线程有两种实现方式：pthread和OpenMP。其中，pthread是比较常用的一种方式，它是使用POSIX标准的线程库实现的，具有跨平台性。而OpenMP是并行编程的一种方式，它是基于共享内存的，并且只能用于单个机器的多核CPU上，不能用于跨机器的多核CPU。

在pthread中，我们常用pthread_create函数来创建一个新的线程，其函数原型如下：

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

其中，thread参数是用来存放新线程的标识符；start_routine参数是线程执行的函数；arg参数是执行函数的参数。

如果我们想要等待一个线程执行完毕，可以使用pthread_join函数，其函数原型如下：

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

其中，thread参数是要等待的线程的标识符；retval参数是用来存放线程返回值的指针。

三、C异步多线程调用多个接口

C异步多线程可以调用多个接口，在网络通讯和IO操作中，这个特性非常有用。我们可以通过使用多个线程来同时处理多个网络请求，提高程序的效率。下面是一个使用多个线程同时下载多个文件的例子：

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

void *download(void *arg)
{
    char *url = (char *)arg;
    printf("Downloading %s...\n", url);
    sleep(3);
    printf("%s downloaded.\n", url);
}

int main()
{
    pthread_t t1, t2, t3;
    pthread_create(&t1, NULL, download, "http://www.google.com");
    pthread_create(&t2, NULL, download, "http://www.yahoo.com");
    pthread_create(&t3, NULL, download, "http://www.baidu.com");
    pthread_join(t1, NULL);
    pthread_join(t2, NULL);
    pthread_join(t3, NULL);
    printf("All downloaded.\n");
    return 0;
}

在这个程序中，我们同时下载了三个网站的文件。由于是异步多线程，下载三个文件的过程是同时执行的，不会互相干扰。程序的输出结果如下：

Downloading http://www.google.com...
Downloading http://www.yahoo.com...
Downloading http://www.baidu.com...
http://www.yahoo.com downloaded.
http://www.google.com downloaded.
http://www.baidu.com downloaded.
All downloaded.

可以看到，程序先输出了三个下载文件的信息，然后在三个文件都下载完成之后才输出”All downloaded.”。这说明C异步多线程可以同时处理多个网络请求，提高程序的效率。

四、C#异步多线程与C异步多线程的区别

C#异步多线程和C异步多线程有以下区别：

1、C#的异步多线程是基于.NET Framework的Task Parallel Library实现的，而C的异步多线程是基于POSIX标准的线程库实现的。

2、C#的异步多线程可以使用async和await关键字来实现，这使得异步编程更加直观和易用。而C的异步多线程需要手动创建和管理线程。

3、C#的异步多线程能够更好地支持GUI编程，可以在UI线程上执行异步操作，不会导致界面卡顿。而C的异步多线程中，如果在主线程中执行耗时操作会导致界面卡顿。

五、异步与多线程的区别

异步和多线程都是用来提高程序效率的方法，但是它们有一些区别：

1、多线程是通过创建多个线程并行执行任务来提高效率，而异步是通过在一个线程中执行任务的同时，让该线程在任务执行期间能够处理其他任务，并在任务执行完毕后再继续执行。

2、多线程的并行执行需要占用更多的CPU资源，同时线程之间需要相互协调，抢占CPU的时间片，这会导致程序出现死锁和饥饿现象。而异步的执行模式则更加轻量级，不会占用太多的CPU资源。

六、多线程异步处理

多线程异步处理的主要思想是使用多个线程来异步处理IO和计算密集型的任务，提高程序的效率。这种模式下，每个线程都有独立的堆栈和程序计数器，能够同时执行多个任务，这样能够更充分地利用CPU资源。

一个经典的例子是使用多个线程异步处理文件的读取和处理。假设我们有N个要处理的文件，我们可以使用M个线程来异步读取和处理这些文件。我们可以将每个文件分成若干个块，然后交给不同的线程来处理。这样可以同时处理多个文件，提高程序的效率。

七、多线程和异步的区别

多线程和异步都能够提高程序的效率，但是它们有一些不同之处：

1、多线程是并行执行，可以利用多核CPU的优势；而异步是顺序执行，可以在执行任务的过程中处理其他任务。

2、多线程需要相互协调，共享资源，需要进行互斥和同步操作，比较复杂；而异步不需要互斥和同步操作，处理起来比较简单。

3、多线程的资源占用比较高，需要创建多个线程，但是操作系统的资源有限；而异步操作的资源占用比较少，能够更充分地利用CPU，提高程序的效率。

八、易语言异步多线程

易语言也支持异步多线程，使用的方法类似于C语言的pthread库。我们可以使用yeaThreadCreate函数来创建一个新的线程，其函数原型如下：

int yeaThreadCreate(void *function, void *arg, int stackSize);

其中，function参数是线程执行的函数；arg参数是执行函数的参数；stackSize参数是线程堆栈的大小。

与C异步多线程类似，易语言也可以使用yeaThreadJoin函数来等待一个线程执行完毕。其函数原型如下：

int yeaThreadJoin(int tid, void **status);

其中，tid参数是要等待的线程ID；status参数是用来存放线程返回值的指针。

九、异步就是多线程吗

异步和多线程都是用来提高程序效率的方法，但是它们并不相同。异步是一种执行模式，可以在一个线程中异步执行任务，同时做其他事情；而多线程是一种并行执行的模式，可以同时执行多个任务。

简单来说，多线程是一种利用多核CPU的并行执行模式，能够提高并发处理能力；而异步是一种处理任务的执行模式，能够在任务执行期间处理其他事情，提高程序效率。