在多线程编程中，如何设计一个既安全又高效的线程同步与通信机制？请结合代码示例说明。

在多线程环境下，进程间同步与通信是确保数据一致性和避免竞态条件的关键。针对这一挑战，我们应当考虑使用同步机制如锁、信号量、条件变量等，以及进程间通信IPC（Inter-Process Communication）技术，如管道、消息队列、共享内存和套接字。使用锁（如互斥锁）可以保证同一时间只有一个线程能够访问共享资源，避免数据竞争；而条件变量可以用于线程间的协调，让一个线程在某些条件不满足时休眠，直到其他线程改变条件并发出信号唤醒。信号量是一种更通用的同步机制，它允许多个线程同时访问共享资源，通过计数器来控制对共享资源的访问。共享内存是一种高效的IPC机制，它允许两个或多个进程共享一个给定的存储区，这是最快的一种IPC形式，因为进程是直接对内存进行读写。正确使用这些同步和通信机制是设计稳定多线程程序的基础。

参考资源链接：[第六版操作系统详解与习题解答](https://wenku.csdn.net/doc/7w6zrbth7d?spm=1055.2569.3001.10343)

下面是一个简单的线程同步和通信的代码示例，使用互斥锁和条件变量：

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

    pthread_mutex_t mutex;
    pthread_cond_t cond;
    int sharedResource;

    void* producer(void* arg) {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        while (sharedResource != 0) {
            pthread_cond_wait(&cond, &mutex); // 等待条件变量
        }
        sharedResource = 1; // 生产者修改共享资源
        printf(

参考资源链接：[第六版操作系统详解与习题解答](https://wenku.csdn.net/doc/7w6zrbth7d?spm=1055.2569.3001.10343)