mysileng

（注：這篇文章轉自網絡，雖然Linux從內核2.6開始，多線程已使用NPTL技術，但是這篇文章對我們理解多線程技術還是挺有用的）

Linux內核對多進程和多線程的支持方式：

        線程機制支持并發程序設計技術，在多處理器上能真正保證并行處理。而在linux實現線程很特別，linux把所有的線程都當作進程實現。linux下線 程看起來就像普通進程(只是該進程和其他進程共享資源，如地址空間)。上述機制與Microsoft windows或是Sun Solaris實現差異很大。

        Linux的線程實現是在核外進行的，核內提供的是創建進程的接口do_fork()。內核提供了兩個系統調用__clone()和fork()，最終都 用不同的參數調用do_fork()核內API。 do_fork() 提供了很多參數，包括CLONE_VM（共享內存空間）、CLONE_FS（共享文件系統信息）、CLONE_FILES（共享文件描述符表）、 CLONE_SIGHAND（共享信號句柄表）和CLONE_PID（共享進程ID，僅對核內進程，即0號進程有效）。當使用fork系統調用產生多進程 時，內核調用do_fork()不使用任何共享屬性，進程擁有獨立的運行環境。當使用pthread_create()來創建線程時，則最終設置了所有這 些屬性來調用__clone()，而這些參數又全部傳給核內的do_fork()，從而創建的”進程”擁有共享的運行環境，只有棧是獨立的，由 __clone()傳入。

         即：Linux下不管是多線程編程還是多進程編程，最終都是用do_fork實現的 多進程編程，只是進程創建時的參數不同，從而導致有不同的共享環境。Linux線程在核內是以輕量級進程的形式存在的，擁有獨立的進程表項，而所有的創 建、同步、刪除等操作都在核外pthread庫中進行。pthread 庫使用一個管理線程（__pthread_manager() ，每個進程獨立且唯一）來管理線程的創建和終止，為線程分配線程ID，發送線程相關的信號，而主線程pthread_create()） 的調用者則通過管道將請求信息傳給管理線程。

很多朋友都說使用多線程的好處是資源占用少，其隱含之意就是說進程占用資源比線程多，對吧？但實際上Linux下多進程是否就真的點用很多資源呢？ 暫且不說進程是否比線程占用資源多，就進程占用資源的多少情況而言，Linux確實是做得相當節省的。產生一個多進程時肯定是要產生的一點內存是要復制進 程表項，即一個task_struct結構，但這個結構本身做得相當小巧。其它對于一個進程來說必須有的數據段、代碼段、堆棧段是不是全盤復制呢？對于多 進程來說，代碼段是肯定不用復制的，因為父進程和各子進程的代碼段是相同的，數據段和堆棧段呢？也不一定，因為在Linux里廣泛使用的一個技術叫 copy-on-write，即寫時拷貝。copy-on-write意味著什么呢？意味著資源節省，假設有一個變量x在父進程里存在，當這個父進程創建 一個子進程或多個子進程時這個變量x是否復制到了子進程的內存空間呢？不會的，子進程和父進程使用同一個內存空間的變量，但當子進程或父進程要改變變量x 的值時就會復制該變量，從而導致父子進程里的變量值不同。父子進程變量是互不影響的，由于父子進程地址空間是完全隔開的，變量的地址可以是完全相同的。

          Linux的”線程”和”進程”實際上處于一個調度層次，共享一個進程標識符空間，這種限制使得不可能在Linux上實現完全意義上的POSIX線程機 制，因此眾多的Linux線程庫實現嘗試都只能盡可能實現POSIX的絕大部分語義，并在功能上盡可能逼近。Linux進程的創建是非常迅速的。內核設計 與實現一書中甚至指出Linux創建進程的速度和其他針對線程優化的操作系統（Windows,Solaris）創建線程的速度相比，測試結果非常的好， 也就是說創建速度很快。由于異步信號是內核以進程為單位分發的，而LinuxThreads的每個線程對內核來說都是一個進程，且沒有實現”線程組”，因 此，某些語義不符合POSIX標準，比如沒有實現向進程中所有線程發送信號，README對此作了說明。LinuxThreads中的線程同步很大程度上 是建立在信號基礎上的，這種通過內核復雜的信號處理機制的同步方式，效率一直是個問題。LinuxThreads 的問題，特別是兼容性上的問題，嚴重阻礙了Linux上的跨平臺應用（如Apache）采用多線程設計，從而使得Linux上的線程應用一直保持在比較低 的水平。在Linux社區中，已經有很多人在為改進線程性能而努力，其中既包括用戶級線程庫，也包括核心級和用戶級配合改進的線程庫。目前最為人看好的有 兩個項目，一個是RedHat公司牽頭研發的NPTL（Native Posix Thread Library），另一個則是IBM投資開發的NGPT（Next Generation Posix Threading），二者都是圍繞完全兼容POSIX 1003.1c，同時在核內和核外做工作以而實現多對多線程模型。這兩種模型都在一定程度上彌補了LinuxThreads的缺點，且都是重起爐灶全新設 計的。

          綜上所述的結論是在Linux下編程多用多進程編程少用多線程編程。

         IBM有個家伙做了個測試，發現切換線程context的時候，windows比linux快一倍多。進出最快的鎖（windows2k的 critical section和linux的pthread_mutex），windows比linux的要快五倍左右。當然這并不是說linux不好，而且在經過實際 編程之后，綜合來看我覺得linux更適合做high performance server，不過在多線程這個具體的領域內，linux還是稍遜windows一點。這應該是情有可原的，畢竟unix家族都是從多進程過來的，而 windows從頭就是多線程的。

如果是UNIX/linux環境，采用多線程沒必要。

多線程比多進程性能高？誤導！

應該說，多線程比多進程成本低，但性能更低。

在UNIX環境，多進程調度開銷比多線程調度開銷，沒有顯著區別，就是說，UNIX進程調度效率是很高的。內存消耗方面，二者只差全局數據區，現在內存都很便宜，服務器內存動輒若干G，根本不是問題。

多進程是立體交通系統，雖然造價高，上坡下坡多耗點油，但是不堵車。

多線程是平面交通系統，造價低，但紅綠燈太多，老堵車。

我們現在都開跑車，油（主頻）有的是，不怕上坡下坡，就怕堵車。

mutex和critical section的確是不能比的。一個涉及到內核，一個沒有涉及到內核。