多線程的東西。我確實非常愛他們。可是每每想動手寫點關於他們的東西。卻總是求全心理作祟。始終動不了手。
今天最終下了決心。寫點東西，以后能夠再修修補補也無妨。
一.為何須要多進程（或者多線程），為何須要並發？
這個問題也許本身都不是個問題。可是對於沒有接觸過多進程編程的朋友來說，他們確實無法感受到並發的魅力以及必要性。
我想。僅僅要你不是整天都寫那種int main()究竟的代碼的人，那么或多或少你會遇到代碼響應不夠用的情況，也應該有嘗過並發編程的甜頭。
就像一個快餐點的服務員，既要在前台接待客戶點餐，又要接電話送外賣。沒有分身術肯定會忙得你焦頭爛額的。幸運的是確實有這么一種技術，讓你能夠像孫悟空一樣分身。靈魂出竅，樂哉樂哉地輕松應付一切狀況,這就是多進程/線程技術。
並發技術，就是能夠讓你在同一時間同一時候運行多條任務的技術。你的代碼將不不過從上到下，從左到右這樣規規矩矩的一條線運行。你能夠一條線在main函數里跟你的客戶交流，還有一條線，你早就把你外賣送到了其它客戶的手里。
所以，為何須要並發？由於我們須要更強大的功能。提供很多其它的服務，所以並發，不可缺少。
二.多進程
什么是進程。最直觀的就是一個個pid,官方的說法就：進程是程序在計算機上的一次運行活動。
說得簡單點，以下這段代碼運行的時候
int main()
{
printf(”pid is %d/n”,getpid() );
return 0;
}
進入main函數。這就是一個進程。進程pid會打印出來，然后執行到return，該函數就退出，然后因為該函數是該進程的唯一的一次執行，所以return后。該進程也會退出。
看看多進程。linux下創建子進程的調用是fork();
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
void print_exit()
{
printf("the exit pid:%d/n",getpid() );
}
main ()
{
pid_t pid;
atexit( print_exit ); //注冊該進程退出時的回調函數
pid=fork();
if (pid < 0)
printf("error in fork!");
else if (pid == 0)
printf("i am the child process, my process id is %d/n",getpid());
else
{
printf("i am the parent process, my process id is %d/n",getpid());
sleep(2);
wait();
}
}
i am the child process, my process id is 15806
the exit pid:15806
i am the parent process, my process id is 15805
the exit pid:15805
這是gcc測試下的執行結果。
關於fork函數，功能就是產生子進程，因為前面說過。進程就是運行的流程活動。
那么fork產生子進程的表現就是它會返回2次，一次返回0，順序運行以下的代碼。
這是子進程。
一次返回子進程的pid，也順序運行以下的代碼，這是父進程。
（為何父進程須要獲取子進程的pid呢？這個有非常多原因，當中一個原因：看最后的wait。就知道父進程等待子進程的終結后。處理其task_struct結構。否則會產生僵屍進程,扯遠了。有興趣能夠自己google）。
假設fork失敗。會返回-1.
額外說下atexit( print_exit ); 須要的參數肯定是函數的調用地址。
這里的print_exit 是函數名還是函數指針呢？答案是函數指針，函數名永遠都僅僅是一串沒用的字符串。
某本書上的規則：函數名在用於非函數調用的時候，都等效於函數指針。
說到子進程僅僅是一個額外的流程。那他跟父進程的聯系和差別是什么呢？
我非常想建議你看看linux內核的注解（有興趣能夠看看，那里才有本質上的了解），總之,fork后，子進程會復制父進程的task_struct結構。並為子進程的堆棧分配物理頁。
理論上來說，子進程應該完整地復制父進程的堆，棧以及數據空間，可是2者共享正文段。
關於寫時復制：因為一般 fork后面都接着exec，所以，如今的 fork都在用寫時復制的技術，顧名思意，就是。數據段，堆，棧。一開始並不復制，由父，子進程共享，並將這些內存設置為僅僅讀。
直到父。子進程一方嘗試寫這些區域，則內核才為須要改動的那片內存拷貝副本。這樣做能夠提高 fork的效率。
三.多線程
線程是可運行代碼的可分派單元。這個名稱來源於“運行的線索”的概念。在基於線程的多任務的環境中，全部進程有至少一個線程，可是它們能夠具有多個任務。這意味着單個程序能夠並發運行兩個或者多個任務。
簡而言之，線程就是把一個進程分為非常多片。每一片都能夠是一個獨立的流程。
這已經明顯不同於多進程了。進程是一個拷貝的流程。而線程不過把一條河流截成非常多條小溪。它沒有拷貝這些額外的開銷，可是不過現存的一條河流，就被多線程技術差點兒無開銷地轉成非常多條小流程，它的偉大就在於它少之又少的系統開銷。
（當然偉大的后面又引發了重入性等種種問題，這個后面慢慢比較）。
還是先看linux提供的多線程的系統調用：
| int pthread_create(pthread_t *restrict tidp, |
| Returns: 0 if OK, error number on failure |
第一個參數為指向線程標識符的指針。
第二個參數用來設置線程屬性。
第三個參數是線程執行函數的起始地址。
最后一個參數是執行函數的參數。
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<pthread.h>
void* task1(void*);
void* task2(void*);
void usr();
int p1,p2;
int main()
{
usr();
getchar();
return 1;
}
void usr()
{
pthread_t pid1, pid2;
pthread_attr_t attr;
void *p;
int ret=0;
pthread_attr_init(&attr); //初始化線程屬性結構
pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED); //設置attr結構為分離
pthread_create(&pid1, &attr, task1, NULL); //創建線程。返回線程號給pid1,線程屬性設置為attr的屬性，線程函數入口為task1，參數為NULL
pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_JOINABLE);
pthread_create(&pid2, &attr, task2, NULL);
//前台工作
ret=pthread_join(pid2, &p); //等待pid2返回，返回值賦給p
printf("after pthread2:ret=%d,p=%d/n", ret,(int)p);
}
void* task1(void *arg1)
{
printf("task1/n");
//艱苦而無法預料的工作，設置為分離線程。任其自生自滅
pthread_exit( (void *)1);
}
void* task2(void *arg2)
{
int i=0;
printf("thread2 begin./n");
//繼續送外賣的工作
pthread_exit((void *)2);
}
這個多線程的樣例應該非常明了了，主線程做自己的事情，生成2個子線程，task1為分離，任其自生自滅。而task2還是繼續送外賣，須要等待返回。（因該還記得前面說過僵屍進程吧，線程也是須要等待的。
假設不想等待，就設置線程為分離線程）
額外的說下。linux下要編譯使用線程的代碼，一定要記得調用pthread庫。例如以下編譯：
gcc -o pthrea -pthread pthrea.c
四.比較以及注意事項
1.看完前面。應該對多進程和多線程有個直觀的認識。
假設總結多進程和多線程的差別，你肯定能說，前者開銷大，后者開銷較小。確實，這就是最主要的差別。
2.線程函數的可重入性：
說到函數的可重入。和線程安全，我偷懶了，引用網上的一些總結。
線程安全：概念比較直觀。一般說來，一個函數被稱為線程安全的。當且僅當被多個並發線程重復調用時，它會一直產生正確的結果。
可重入：概念基本沒有比較正式的完整解釋，可是它比線程安全要求更嚴格。
依據經驗，所謂“重入”，常見的情況是。程序運行到某個函數foo()時。收到信號。於是暫停眼下正在運行的函數，轉到信號處理函數。而這個信號處理函數的運行過程中，又恰恰也會進入到剛剛運行的函數foo()，這樣便發生了所謂的重入。此時假設foo()可以正確的運行，並且處理完畢后，之前暫停的foo()也可以正確運行，則說明它是可重入的。
線程安全的條件：
要確保函數線程安全，主要須要考慮的是線程之間的共享變量。屬於同一進程的不同線程會共享進程內存空間中的全局區和堆。而私有的線程空間則主要包含棧和寄存器。
因此。對於同一進程的不同線程來說。每一個線程的局部變量都是私有的。而全局變量、局部靜態變量、分配於堆的變量都是共享的。在對這些共享變量進行訪問時，假設要保證線程安全。則必須通過加鎖的方式。
可重入的推斷條件：
要確保函數可重入，需滿足一下幾個條件：
1、不在函數內部使用靜態或全局數據
2、不返回靜態或全局數據，全部數據都由函數的調用者提供。
3、使用本地數據，或者通過制作全局數據的本地拷貝來保護全局數據。
4、不調用不可重入函數。
可重入與線程安全並不等同，一般說來。可重入的函數一定是線程安全的，但反過來不一定成立。
它們的關系可用下圖來表示：
比方：strtok函數是既不可重入的，也不是線程安全的；加鎖的strtok不是可重入的，但線程安全；而strtok_r既是可重入的。也是線程安全的。
假設我們的線程函數不是線程安全的，那在多線程調用的情況下，可能導致的后果是顯而易見的——共享變量的值因為不同線程的訪問，可能發生不可預料的變化，進而導致程序的錯誤。甚至崩潰。
3.關於IPC(進程間通信)
因為多進程要並發協調工作。進程間的同步，通信是在所難免的。
略微列舉一下linux常見的IPC.
linux下進程間通信的幾種主要手段簡單介紹：
- 管道（Pipe）及有名管道（named pipe）：管道可用於具有親緣關系進程間的通信，有名管道克服了管道沒有名字的限制，因此。除具有管道所具有的功能外，它還同意無親緣關系進程間的通信。
- 信號（Signal）：信號是比較復雜的通信方式。用於通知接受進程有某種事件發生，除了用於進程間通信外。進程還可以發送信號給進程本身。linux除了支持Unix早期信號語義函數sigal外。還支持語義符合Posix.1標准的信號函數sigaction（實際上。該函數是基於BSD的，BSD為了實現可靠信號機制。又可以統一對外接口，用sigaction函數又一次實現了signal函數）；
- 報文（Message）隊列（消息隊列）：消息隊列是消息的鏈接表，包含Posix消息隊列system V消息隊列。有足夠權限的進程能夠向隊列中加入消息，被賦予讀權限的進程則能夠讀走隊列中的消息。消息隊列克服了信號承載信息量少。管道僅僅能承載無格式字節流以及緩沖區大小受限等缺點。
- 共享內存：使得多個進程能夠訪問同一塊內存空間，是最快的可用IPC形式。是針對其他通信機制執行效率較低而設計的。往往與其他通信機制，如信號量結合使用。來達到進程間的同步及相互排斥。
- 信號量（semaphore）：主要作為進程間以及同一進程不同線程之間的同步手段。
- 套接口（Socket）：更為一般的進程間通信機制，可用於不同機器之間的進程間通信。起初是由Unix系統的BSD分支開發出來的。但如今一般能夠移植到其他類Unix系統上：Linux和System V的變種都支持套接字。
也許你會有疑問，那多線程間要通信。應該怎么做？前面已經說了。多數的多線程都是在同一個進程下的，它們共享該進程的全局變量。我們能夠通過全局變量來實現線程間通信。假設是不同的進程下的2個線程間通信，直接參考進程間通信。
4.關於線程的堆棧
說一下線程自己的堆棧問題。
是的，生成子線程后，它會獲取一部分該進程的堆棧空間。作為其名義上的獨立的私有空間。（為何是名義上的呢？)由於，這些線程屬於同一個進程，其它線程僅僅要獲取了你私有堆棧上某些數據的指針，其它線程便能夠自由訪問你的名義上的私有空間上的數據變量。（注：而多進程是不能夠的，由於不同的進程，同樣的虛擬地址，基本不可能映射到同樣的物理地址）
5.在子線程里fork
看過好幾次有人問，在子線程函數里調用system或者 fork為何出錯，或者fork產生的子進程是全然復制父進程的嗎？
我測試過，僅僅要你的線程函數滿足前面的要求。都是正常的。
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<pthread.h>
void* task1(void *arg1)
{
printf("task1/n");
system("ls");
pthread_exit( (void *)1);
}
int main()
{
int ret=0;
void *p;
int p1=0;
pthread_t pid1;
pthread_create(&pid1, NULL, task1, NULL);
ret=pthread_join(pid1, &p);
printf("end main/n");
return 1;
}
上面這段代碼就能夠正常得調用ls指令。
只是，在同一時候調用多進程（子進程里也調用線程函數）和多線程的情況下，函數體內非常有可能死鎖。
詳細的樣例能夠看看這篇文章。
http://www.cppblog.com/lymons/archive/2008/06/01/51836.aspx
End:臨時寫這個現在。總結的東西，它似乎真的不適合我寫。免費，想到什么，它修改一下再回來。