一.為何需要多進程（或者多線程），為何需要并發(fā)？
這個問題或許本身都不是個問題鱼的。但是對于沒有接觸過多進程編程的朋友來說，他們確實無法感受到并發(fā)的魅力以及必要性喊儡。
我想，只要你不是整天都寫那種int main()到底的代碼的人稻据，那么或多或少你會遇到代碼響應(yīng)不夠用的情況艾猜，也應(yīng)該有嘗過并發(fā)編程的甜頭。就像一個快餐點的服務(wù)員，既要在前臺接待客戶點 餐匆赃，又要接電話送外賣淤毛，沒有分身術(shù)肯定會忙得你焦頭爛額的。幸運的是確實有這么一種技術(shù)算柳，讓你可以像孫悟空一樣分身低淡，靈魂出竅，樂哉樂哉地輕松應(yīng)付一切狀 況,這就是多進程/線程技術(shù)瞬项。
并發(fā)技術(shù)查牌，就是可以讓你在同一時間同時執(zhí)行多條任務(wù)的技術(shù)。你的代碼將不僅僅是從上到下滥壕，從左到右這樣規(guī)規(guī)矩矩的一條線執(zhí)行。你可以一條線在main函數(shù)里跟你的客戶交流兽泣，另一條線绎橘，你早就把你外賣送到了其他客戶的手里。
所以唠倦，為何需要并發(fā)称鳞？因為我們需要更強大的功能，提供更多的服務(wù)稠鼻，所以并發(fā)冈止，必不可少。
二.多進程
什么是進程候齿。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執(zhí)行活動熙暴。說得簡單點，下面這段代碼執(zhí)行的時候
int main()? {??
????printf(”pid is %d/n”,getpid() );??
????return 0;??
}??
進入main函數(shù)慌盯，這就是一個進程周霉，進程pid會打印出來，然后運行到return亚皂，該函數(shù)就退出俱箱，然后由于該函數(shù)是該進程的唯一的一次執(zhí)行，所以return后灭必，該進程也會退出狞谱。
看看多進程。linux下創(chuàng)建子進程的調(diào)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(diào)函數(shù)??
????????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();??
? ?? ? }?
}?
這是gcc測試下的運行結(jié)果禁漓。
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
關(guān)于fork函數(shù)跟衅，功能就是產(chǎn)生子進程，由于前面說過璃饱，進程就是執(zhí)行的流程活動与斤。
那么fork產(chǎn)生子進程的表現(xiàn)就是它會返回2次，一次返回0，順序執(zhí)行下面的代碼撩穿。這是子進程磷支。
一次返回子進程的pid，也順序執(zhí)行下面的代碼食寡，這是父進程雾狈。
（為何父進程需要獲取子進程的pid呢？這個有很多原因抵皱，其中一個原因：看最后的wait善榛，就知道父進程等待子進程的終結(jié)后，處理其task_struct結(jié)構(gòu)呻畸，否則會產(chǎn)生僵尸進程,扯遠(yuǎn)了移盆，有興趣可以自己google）。
如果fork失敗伤为，會返回-1.
額外說下atexit(print_exit) —— 需要的參數(shù)肯定是函數(shù)的調(diào)用地址咒循。
這里的print_exit 是函數(shù)名還是函數(shù)指針呢？答案是函數(shù)指針绞愚，函數(shù)名永遠(yuǎn)都只是一串無用的字符串叙甸。
某本書上的規(guī)則：函數(shù)名在用于非函數(shù)調(diào)用的時候，都等效于函數(shù)指針位衩。
說到子進程只是一個額外的流程裆蒸，那他跟父進程的聯(lián)系和區(qū)別是什么呢？
我很想建議你看看linux內(nèi)核的注解（有興趣可以看看糖驴，那里才有本質(zhì)上的了解）僚祷，總之,fork后，子進程會復(fù)制父進程的task_struct結(jié)構(gòu)遂赠，并為子進程的堆棧分配物理頁久妆。理論上來說，子進程應(yīng)該完整地復(fù)制父進程的堆跷睦，棧以及數(shù)據(jù)空間筷弦，但是2者共享正文段。
關(guān)于寫時復(fù)制：由于一般 fork后面都接著exec抑诸，所以烂琴，現(xiàn)在的 fork都在用寫時復(fù)制的技術(shù)，顧名思意蜕乡，就是奸绷，數(shù)據(jù)段，堆层玲，棧号醉，一開始并不復(fù)制反症，由父，子進程共享畔派，并將這些內(nèi)存設(shè)置為只讀铅碍。直到父，子進程一方嘗試寫 這些區(qū)域线椰，則內(nèi)核才為需要修改的那片內(nèi)存拷貝副本胞谈。這樣做可以提高 fork的效率。
三.多線程
線程是可執(zhí)行代碼的可分派單元憨愉。這個名稱來源于“執(zhí)行的線索”的概念烦绳。在基于線程的多任務(wù)的環(huán)境中，所有進程有至少一個線程配紫，但是它們可以具有多個任務(wù)径密。這意味著單個程序可以并發(fā)執(zhí)行兩個或者多個任務(wù)。
簡而言之躺孝，線程就是把一個進程分為很多片睹晒，每一片都可以是一個獨立的流程。這已經(jīng)明顯不同于多進程了括细，進程是一個拷貝的流程，而線程只是把一條河流截成很 多條小溪戚啥。它沒有拷貝這些額外的開銷奋单，但是僅僅是現(xiàn)存的一條河流，就被多線程技術(shù)幾乎無開銷地轉(zhuǎn)成很多條小流程猫十，它的偉大就在于它少之又少的系統(tǒng)開銷览濒。 （當(dāng)然偉大的后面又引發(fā)了重入性等種種問題，這個后面慢慢比較）拖云。
還是先看linux提供的多線程的系統(tǒng)調(diào)用：
int pthread_create(pthread_t *restrict tidp, const pthread_attr_t *restrict attr, void *(*start_rtn)(void), void *restrict arg);
Returns: 0 if OK, error number on failure
第一個參數(shù)為指向線程標(biāo)識符的指針贷笛。
第二個參數(shù)用來設(shè)置線程屬性。
第三個參數(shù)是線程運行函數(shù)的起始地址宙项。
最后一個參數(shù)是運行函數(shù)的參數(shù)乏苦。
#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(jié)構(gòu)??
????????pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);? ?//設(shè)置attr結(jié)構(gòu)為分離??
????????pthread_create(&pid1, &attr, task1, NULL);? ? ?//創(chuàng)建線程，返回線程號給pid1,線程屬性設(shè)置為attr的屬性尤筐，線程函數(shù)入口為task1汇荐，參數(shù)為NULL??
????????pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_JOINABLE);??
????????pthread_create(&pid2, &attr, task2, NULL);? //前臺工作??
????????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(yù)料的工作盆繁，設(shè)置為分離線程掀淘，任其自生自滅??
? ? ? ? pthread_exit( (void *)1);??
}??
void* task2(void *arg2)? {??
????????int i=0;??
????????printf("thread2 begin./n");??
????????//繼續(xù)送外賣的工作??
????????pthread_exit((void *)2);??
}?
這個多線程的例子應(yīng)該很明了了，主線程做自己的事情油昂，生成2個子線程革娄，task1為分離倾贰，任其自生自滅，而task2還是繼續(xù)送外賣拦惋，需要等待返回匆浙。（因該還記得前面說過僵尸進程吧，線程也是需要等待的架忌。如果不想等待吞彤，就設(shè)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叹放，一定要記得調(diào)用pthread庫饰恕。如下編譯：
gcc -o pthrea -pthread??pthrea.c
四.比較以及注意事項
1.看完前面，應(yīng)該對多進程和多線程有個直觀的認(rèn)識井仰。如果總結(jié)多進程和多線程的區(qū)別埋嵌，你肯定能說，前者開銷大俱恶，后者開銷較小雹嗦。確實，這就是最基本的區(qū)別合是。
2.線程函數(shù)的可重入性：
說到函數(shù)的可重入了罪，和線程安全，我偷懶了聪全，引用網(wǎng)上的一些總結(jié)泊藕。
線程安全：概念比較直觀。一般說來难礼，一個函數(shù)被稱為線程安全的娃圆，當(dāng)且僅當(dāng)被多個并發(fā)線程反復(fù)調(diào)用時，它會一直產(chǎn)生正確的結(jié)果蛾茉。
可重入：概念基本沒有比較正式的完整解釋讼呢，但是它比線程安全要求更嚴(yán)格。根據(jù)經(jīng)驗谦炬，所謂“重入”悦屏，常見的情況是，程序執(zhí)行到某個函數(shù)foo()時键思，收到信 號窜管，于是暫停目前正在執(zhí)行的函數(shù)，轉(zhuǎn)到信號處理函數(shù)稚机，而這個信號處理函數(shù)的執(zhí)行過程中幕帆，又恰恰也會進入到剛剛執(zhí)行的函數(shù)foo()，這樣便發(fā)生了所謂的重 入赖条。此時如果foo()能夠正確的運行失乾，而且處理完成后常熙，之前暫停的foo()也能夠正確運行，則說明它是可重入的碱茁。
線程安全的條件：
要確保函數(shù)線程安全裸卫，主要需要考慮的是線程之間的共享變量。屬于同一進程的不同線程會共享進程內(nèi)存空間中的全局區(qū)和堆纽竣，而私有的線程空間則主要包括棧和寄 存器墓贿。因此，對于同一進程的不同線程來說蜓氨，每個線程的局部變量都是私有的聋袋，而全局變量、局部靜態(tài)變量穴吹、分配于堆的變量都是共享的幽勒。在對這些共享變量進行訪 問時，如果要保證線程安全港令，則必須通過加鎖的方式啥容。
可重入的判斷條件：
要確保函數(shù)可重入，需滿足一下幾個條件：
1顷霹、不在函數(shù)內(nèi)部使用靜態(tài)或全局?jǐn)?shù)據(jù)
2咪惠、不返回靜態(tài)或全局?jǐn)?shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)都由函數(shù)的調(diào)用者提供淋淀。
3硝逢、使用本地數(shù)據(jù)，或者通過制作全局?jǐn)?shù)據(jù)的本地拷貝來保護全局?jǐn)?shù)據(jù)绅喉。
4、不調(diào)用不可重入函數(shù)叫乌。
可重入與線程安全并不等同柴罐，一般說來，可重入的函數(shù)一定是線程安全的憨奸，但反過來不一定成立革屠。它們的關(guān)系可用下圖來表示：
比如：strtok函數(shù)是既不可重入的，也不是線程安全的排宰；加鎖的strtok不是可重入的似芝，但線程安全；而strtok_r既是可重入的板甘，也是線程安全的党瓮。
如果我們的線程函數(shù)不是線程安全的，那在多線程調(diào)用的情況下盐类，可能導(dǎo)致的后果是顯而易見的——共享變量的值由于不同線程的訪問寞奸，可能發(fā)生不可預(yù)料的變化呛谜，進而導(dǎo)致程序的錯誤，甚至崩潰枪萄。
