多核CPU和單核CPU下的多執行緒
多核CPU和單核CPU下的多執行緒
多執行緒程式設計是現代軟體技術中很重要的一個環節。要弄懂多執行緒，這就要牽涉到多程序？當然，要了解到多程序，就要涉及到作業系統。不過大家也不要緊張，聽我慢慢道來。這其中的環節其實並不複雜。
單核CPU下的多執行緒
在沒有出現多核CPU之前，我們的計算資源是唯一的。如果系統中有多個任務要處理的話，那麼就需要按照某種規則依次排程這些任務進行處理。什麼規則呢？可以是一些簡單的排程方法，比如說:
- 按照優先順序排程
- 按照FIFO排程
- 按照時間片排程等等
當然，除了CPU資源之外，系統中還有一些其他的資源需要共享，比如說記憶體、檔案、埠、socket等。既然前面說到系統中的資源是有限的，那麼獲取這些資源的最小單元體是什麼呢，其實就是程序。
舉個例子來說，在Linux上面每一個享有資源的個體稱為task_struct，實際上和我們說的程序是一樣的。我們可以看看task_struct（linux 0.11程式碼）都包括哪些內容
每一個task都有自己的pid，在系統中資源的分配都是按照pid進行處理的。這也就說明，程序確實是資源分配的主體。
這時候，可能有朋友會問了，既然task_struct是資源分配的主體，那為什麼又出來thread？為什麼系統排程的時候是按照thread排程，而不是按照程序排程呢？原因其實很簡單，程序之間的資料溝通非常麻煩，因為我們之所以把這些程序分開，不正是希望它們之間不要相互影響嘛。
假設是兩個程序之間資料傳輸，那麼需要如果需要對共享資料進行訪問需要哪些步驟呢？
1）建立共享記憶體；
2）訪問共享記憶體->系統呼叫->讀取資料；
3）寫入共享記憶體->系統呼叫->寫入資料
程式碼演示：
上面的程式碼是一個建立子程序的程式碼，我們發現列印的value數值還是10。儘管中間建立了子程序，修改了value的數值，但是我們發現列印下來的數值並沒有發生改變，這就說明了不同的程序之間記憶體上是不共享的。
那麼，如果修改成thread有什麼好處呢？其實最大的好處就是每個thread除了享受單獨cpu排程的機會，還能共享每個程序下的所有資源。要是排程的單位是程序，那麼每個程序只能幹一件事情，但是程序之間是需要相互互動資料的，而程序之間的資料都需要系統呼叫才能應用，這在無形之中就降低了資料的處理效率。
多核CPU下的多執行緒
沒有出現多核之前，我們的CPU實際上是按照某種規則對執行緒依次進行排程的。在某一個特定的時刻，CPU執行的還是某一個特定的執行緒。然而，現在有了多核CPU，一切變得不一樣了，因為在某一時刻很有可能確實是n個任務在n個核上執行。我們可以編寫一個簡單的open mp測試一下，如果還是一個核，執行的時間就應該是一樣的。
多執行緒程式設計
為什麼要多執行緒程式設計呢？這其中的原因很多，我們可以舉例解決。
- 有的是為了提高執行的速度，比如多核cpu下的多執行緒；
- 有的是為了提高資源的利用率，比如在網路環境下下載資源時，時延常常很高，我們可以通過不同的thread從不同的地方獲取資源，這樣可以提高效率；
- 有的為了提供更好的服務，比如說是伺服器；
- 其他需要多執行緒程式設計的地方等等。