Linux系統下的多執行緒程式設計入門(轉)[@more@]引言

　　執行緒（thread）技術早在60年代就被提出，但真正應用多執行緒到作業系統中去，是在80年代中期，solaris是這方面的佼佼者。傳統的Unix也支援執行緒的概念，但是在一個程式（process）中只允許有一個執行緒，這樣多執行緒就意味著多程式。現在，多執行緒技術已經被許多作業系統所支援，包括Windows/NT，當然，也包括Linux。

　　為什麼有了程式的概念後，還要再引入執行緒呢？使用多執行緒到底有哪些好處？什麼的系統應該選用多執行緒？我們首先必須回答這些問題。

　　使用多執行緒的理由之一是和程式相比，它是一種非常"節儉"的多工操作方式。我們知道，在Linux系統下，啟動一個新的程式必須分配給它獨立的地址空間，建立眾多的資料表來維護它的程式碼段、堆疊段和資料段，這是一種"昂貴"的多工工作方式。而執行於一個程式中的多個執行緒，它們彼此之間使用相同的地址空間，共享大部分資料，啟動一個執行緒所花費的空間遠遠小於啟動一個程式所花費的空間，而且，執行緒間彼此切換所需的時間也遠遠小於程式間切換所需要的時間。據統計，總的說來?桓黿?痰目??笤際且桓魷叱炭???0倍左右，當然，在具體的系統上，這個資料可能會有較大的區別。

　　使用多執行緒的理由之二是執行緒間方便的通訊機制。對不同程式來說，它們具有獨立的資料空間，要進行資料的傳遞只能透過通訊的方式進行，這種方式不僅費時，而且很不方便。執行緒則不然，由於同一程式下的執行緒之間共享資料空間，所以一個執行緒的資料可以直接為其它執行緒所用，這不僅快捷，而且方便。當然，資料的共享也帶來其他一些問題，有的變數不能同時被兩個執行緒所修改，有的子程式中宣告為static的資料更有可能給多執行緒程式帶來災難性的打擊，這些正是編寫多執行緒程式時最需要注意的地方。

　　除了以上所說的優點外，不和程式比較，多執行緒程式作為一種多工、併發的工作方式，當然有以下的優點：

　　1) 提高應用程式響應。這對圖形介面的程式尤其有意義，當一個操作耗時很長時，整個系統都會等待這個操作，此時程式不會響應鍵盤、滑鼠、選單的操作，而使用多執行緒技術，將耗時長的操作（time consuming）置於一個新的執行緒，可以避免這種尷尬的情況。

　　2) 使多CPU系統更加有效。作業系統會保證當執行緒數不大於CPU數目時，不同的執行緒執行於不同的CPU上。

　　3) 改善程式結構。一個既長又複雜的程式可以考慮分為多個執行緒，成為幾個獨立或半獨立的執行部分，這樣的程式會利於理解和修改。

　　下面我們先來嘗試編寫一個簡單的多執行緒程式。

　　簡單的多執行緒程式設計

　　Linux系統下的多執行緒遵循POSIX執行緒介面，稱為pthread。編寫Linux下的多執行緒程式，需要使用標頭檔案pthread.h，連線時需要使用庫libpthread.a。順便說一下，Linux下pthread的實現是透過系統呼叫clone（）來實現的。clone（）是Linux所特有的系統呼叫，它的使用方式類似fork，關於clone（）的詳細情況，有興趣的讀者可以去檢視有關文件說明。下面我們展示一個最簡單的多執行緒程式example1.c。

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