多线程的那点儿事（基础篇）

多线程编程是现代软件技术中很重要的一个环节。要弄懂多线程，这就要牵涉到多进程？当然，要了解到多进程，就要涉及到操作系统。不过大家也不要紧张，听我慢慢道来。这其中的环节其实并不复杂。

（1）单CPU下的多线程

在没有出现多核CPU之前，我们的计算资源是唯一的。如果系统中有多个任务要处理的话，那么就需要按照某种规则依次调度这些任务进行处理。什么规则呢？可以是一些简单的调度方法，比如说

1）按照优先级调度

2）按照FIFO调度

3）按照时间片调度等等

当然，除了CPU资源之外，系统中还有一些其他的资源需要共享，比如说内存、文件、端口、socket等。既然前面说到系统中的资源是有限的，那么获取这些资源的最小单元体是什么呢，其实就是进程。

举个例子来说，在linux上面每一个享有资源的个体称为task_struct，实际上和我们说的进程是一样的。我们可以看看task_struct（linux 0.11代码）都包括哪些内容

struct task_struct {   /* these are hardcoded - dont touch */       long state; /* -1 unrunnable, 0 runnable,  0 stopped */       long counter;       long priority;       long signal;       struct sigaction sigaction[32];       long blocked;   /* bitmap of masked signals */   /* various fields */       int exit_code;       unsigned long start_code,end_code,end_data,brk,start_stack;       long pid,father,pgrp,session,leader;       unsigned short uid,euid,suid;       unsigned short gid,egid,sgid;       long alarm;       long utime,stime,cutime,cstime,start_time;       unsigned short used_math;   /* file system info */       int tty;        /* -1 if no tty, so it must be signed */       unsigned short umask;       struct m_inode * pwd;       struct m_inode * root;       struct m_inode * executable;       unsigned long close_on_exec;       struct file * filp[NR_OPEN];   /* ldt for this task 0 - zero 1 - cs 2 - ds ss */       struct desc_struct ldt[3];   /* tss for this task */       struct tss_struct tss;  

每一个task都有自己的pid，在系统中资源的分配都是按照pid进行处理的。这也就说明，进程确实是资源分配的主体。

这时候，可能有朋友会问了，既然task_struct是资源分配的主体，那为什么又出来thread？为什么系统调度的时候是按照thread调度，而不是按照进程调度呢？原因其实很简单，进程之间的数据沟通非常麻烦，因为我们之所以把这些进程分开，不正是希望它们之间不要相互影响嘛。

假设是两个进程之间数据传输，那么需要如果需要对共享数据进行访问需要哪些步骤呢

1）创建共享内存

2）访问共享内存- 系统调用- 读取数据

3）写入共享内存- 系统调用- 写入数据

要是写个代码，大家可能就更明白了

#include  unistd.h     #include  stdio.h     int value = 10;   int main(int argc, char* argv[])       int pid = fork();       if(!pid){           Value = 12;           return 0;       }       printf("value = %d\n", value);       return 1;  

上面的代码是一个创建子进程的代码，我们发现打印的value数值还是10。尽管中间创建了子进程，修改了value的数值，但是我们发现打印下来的数值并没有发生改变，这就说明了不同的进程之间内存上是不共享的。

那么，如果修改成thread有什么好处呢？其实最大的好处就是每个thread除了享受单独cpu调度的机会，还能共享每个进程下的所有资源。要是调度的单位是进程，那么每个进程只能干一件事情，但是进程之间是需要相互交互数据的，而进程之间的数据都需要系统调用才能应用，这在无形之中就降低了数据的处理效率。

（2）多核CPU下的多线程

没有出现多核之前，我们的CPU实际上是按照某种规则对线程依次进行调度的。在某一个特定的时刻，CPU执行的还是某一个特定的线程。然而，现在有了多核CPU，一切变得不一样了，因为在某一时刻很有可能确实是n个任务在n个核上运行。我们可以编写一个简单的open mp测试一下，如果还是一个核，运行的时间就应该是一样的。

#include  omp.h     #define MAX_VALUE 10000000    double _test(int value)       int index;       double result;       result = 0.0;       for(index = value + 1; index   MAX_VALUE; index +=2 )           result += 1.0 / index;       return result;   void test()       int index;       int time1;       int time2;       double value1,value2;       double result[2];       time1 = 0;       time2 = 0;       value1 = 0.0;       time1 = GetTickCount();       for(index = 1; index   MAX_VALUE; index ++)           value1 += 1.0 / index;       time1 = GetTickCount() - time1;       value2 = 0.0;       memset(result , 0, sizeof(double) * 2);       time2 = GetTickCount();   #pragma omp parallel for        for(index = 0; index   index++)           result[index] = _test(index);       value2 = result[0] + result[1];       time2 = GetTickCount() - time2;       printf("time1 = %d,time2 = %d\n",time1,time2);       return;  

（3）多线程编程

为什么要多线程编程呢？这其中的原因很多，我们可以举例解决

1）有的是为了提高运行的速度，比如多核cpu下的多线程

2）有的是为了提高资源的利用率，比如在网络环境下下载资源时，时延常常很高，我们可以通过不同的thread从不同的地方获取资源，这样可以提高效率

3）有的为了提供更好的服务，比如说是服务器

4）其他需要多线程编程的地方等等

本文出自seven的测试人生公众号最新内容请见作者的GitHub页：http://qaseven.github.io/

理解进程调度的基本过程，为学好多线程打好基础 操作系统是一组专门做计算机资源管理的软件的统称。目前常见的操作系统有：Windows，Unix，Linux，OSX，Android，ios等。
拜托！别再问我多线程的这些问题了 很多同学面对多线程的问题都很头大，因为自己做项目很难用到，但是但凡高薪的职位面试都会问到。。毕竟现在大厂里用的都是多线程高并发，所以这块内容不吃透肯定是不行的。 今天这篇文章，作为多线程的基础篇，先来谈谈以下问题： 为什么要用多线程？ 程序 vs 进程 vs 线程 创建线程的 4 种方式？