進程

在理解線程之前，首先需要了解UNIX/Linux進程。 進程是由操作系統創建的，需要相當數量的“開銷”。 進程包含有關程序資源和程序執行狀態的信息，包括：它是一個在隨機訪問內存(RAM)中，正在執行的程序，它是資源分配的最小單位。

• 1）進程ID，進程組ID，用戶ID和組ID
• 2）環境
• 3）工作目錄
• 4）程序說明
• 5）寄存器
• 6）棧
• 7）堆
• 8）文件描述符
• 9）信號動作
• 10）共享庫
• 11）進程間通信工具（例如消息隊列，管道，信號量或共享內存）

線程

它是程序執行的最小單位，又稱為輕量級的進程，操作系統獨立調度和分派到CPU的基本單位，它是進程中的一個實體，一個進程中可以包含多個線程。這些線程共享同一個進程中的資源，我們之前以進程為單位的編程模式，也叫單線程的編程模式

• 存在于進程中并使用進程資源
• 只要其父進程存在并且操作系統支持它，便擁有自己的獨立控制流
• 僅復制需要獨立計劃的必要資源
• 可以與相對地"平等"運行的其他線程共享進程資源
• 如果父進程死亡-所有線程就不復存在
• 是“輕量級的”，因為大多數開銷已經通過創建其進程來完成。

并發:在同一個核心的CPU中，同一個時刻，只能有一條指令執行，但多個進程指令被快速輪換執行，使得在宏觀上具有多個進程同時執行的效果。

并行:是指在同一個時刻，有多條指令在多個處理器上同時執行。

同步:彼此有依賴關系的調用不應“同時發生”，而同步就是阻止同時發生的事情，同步機制通常是一個線程擁有可以訪問系統資源的鎖，意味著某個線程在某一時刻執行時占用著CPU資源和進程級別的共享對象會被"鎖定"，其他線程會被抑制執行而無法獲取CPU資源和進程級別共享對象訪問的控制權，只有等到擁有該鎖的線程的鎖釋放后，其他線程有機會"爭奪"獲得該鎖才能獲得CPU資源和進程的共享對象訪問的控制權。

異步:和同步的概念是相對的，任何兩個彼此獨立的操作是異步的，它表明事件是獨立發生的。

題外話

還記得我經常說CPython更新到3.9版本為止，實質上仍然是一個單線程的語言，它壓根就不存在線程并發，任何說CPython是一個線程并發的話語都是自欺欺人的。就因為全局解釋器鎖（GIL），因為CPython的內存垃圾回收機制中，所有PyObject對象內部都有一個引用計數器，在不存在GIL的多線程運行情況下，運行中的相關PyObject對象的引用計數器的值存在被某一個或多個線程篡改，從而導致內存回收機制無法正常執行的風險，因此CPython只能通過GIL來束縛某個時刻多個獨立線程運行的情況出現。次要原因要追溯CPython內存垃圾回收的單一化實現，而從目前CPython的源代碼看來，除了將基礎的內核代碼推倒重來并加入更多的內存垃圾回收的算法現實，不然未來不太可能移除GIL。因此為了擺脫GIL，后來陸續出現了PyPy、Cython、Jython、Number和IronPython這些不同的實現。

創建一個線程

首先每個線程，操作系統都會給每個線程分配一個線程ID，在Linux下，進程ID是一個pid_t類型的整數，線程ID是一個標識符類型pthread_t的整數

像pthread_self()和getpid()這些函數在安裝Linux/Unix系統后原生內置的函數，通常叫系統調用(Syscall)，就是系統原生提供給C/C++程序員使用的系統函數接口，這些系統函數通常可以通過man命令能夠查到它的使用方法，例如可以在/usr/include目錄下查看對應的系統函數的頭文件

vim /usr/include/bits/pthreadtypes.h

我們知道，線程ID其實就是一個long int的無符號整數

我們也可以通過man getpid和man pthread_self分別查看一下，在使用它們之前需要導入那些依賴的頭文件，如果你不熟悉的系統函數，你應該經常通過man指令來查看對應的描述文檔。

編程示例

我們在沒有提及多線程編程模式的時，那些編寫的示例代碼都是單線程的程序，也就是一個進程中只有一個線程。我們下面的例子是要獲取當前運行進程的ID和線程ID,該示例就是一個單線程的程序。

#include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <unistd.h> #include <stdlib.h> #include <pthread.h>int main(void){pid_t pid=getpid();pthread_t tid=pthread_self();printf("當前線程ID:%lx,進程ID:%un",tid,pid);return 0; }

在編譯多線程的程序時，記得鏈接pthread庫，即

gcc app.c -o app -pthread

輸出

當前線程ID:7fedbcb524c0,進程ID:30167

小結:

進程是獲取資源的最小單位，例如組成我們進程的函數棧和堆內存，注意在主流系統中每個進程中有它對應的函數棧和堆內存，而且這些堆和棧對用于它們的進程來說是私有的，其他進程無法訪問。

線程是進程中的一個或多個實例，而線程的職責是消耗進程獲得的系統資源(CPU中的寄存器，計算單元和控制單元,以及隨機訪問內存)，在一個進程中，只有一個線程的程序，該線程也叫主線程，主線程可以創建其他子線程

總結

以上是生活随笔為你收集整理的linux编程基础_第1篇 Linux系统编程 -多线程基础的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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