在一些計算機專業相關的書籍中，大家經常聽說“多線程”這個概念。那麼什麼是“多線程”？什麼時候使用“多線程”？在程序設計中使用“多線程”有什麼好處呢？很多剛入職的程序員也對“多線程”感到非常的好奇，認為它很“高大上”。本文對“多線程”進行了簡單的介紹，並給出了其C代碼的實現框架。
“單線程”程序
要想理解“多線程”，那麼就要先從“單線程”說起。
大家都知道工廠“流水線”作業，裡面的工序是一環扣一環的，只有前面的一道工序完成之後，才能夠啟動下一道工序。這其實和“單線程”的原理非常的相似。
在“單線程”裡面，程序的功能是順序執行的，只有前面的流程都成功執行，後面的流程才能夠被執行到。例如，要實現一個話單文件生成、上傳和刪除的程序，使用“單線程”程序來完成，那麼其流程如圖1所示。
![這裡寫圖片描述](https://www.aspphp.online/bianchen/UploadFiles_4619/201701/2017012110205560.jpg "\")
圖1 “單線程”程序
“多線程”程序
大家也許注意到了，圖1中的生成文件、上傳文件和刪除文件的流程其實可以獨立開來。也就是說，這三個流程是互不影響的。這樣也就誕生了“多線程”的概念。
“多線程”，顧名思義，就是多個“單線程”，每個線程獨立地完成相關的功能。如圖1所示的程序，如果用“多線程”來實現，那麼其流程如圖2所示。
![這裡寫圖片描述](https://www.aspphp.online/bianchen/UploadFiles_4619/201701/2017012110205692.jpg "\")
圖2 “多線程”程序
從圖2可以看出，當程序啟動之後，線程1、線程2和線程3是同時運行的。線程1僅用於生成話單文件，線程2僅用於上傳話單文件，線程3僅用於刪除過期的話單文件。這樣一來，任何一個線程執行成功與否對另外兩個線程都沒有影響，真正地實現了程序的“並行”。
“多線程”的優點
“多線程”在大型軟件程序中有著很廣泛的應用，其優點如下：
第一，將原來在一個大流程中實現的功能放到了多個小流程中，程序更加的簡潔和易於閱讀。
第二，將不同的功能放到不同的線程中，提高了程序的執行效率。
第三，“多線程”使得程序的模塊化更強，有利於追蹤程序執行過程和排查問題。
“多線程”的C代碼框架
/**********************************************************************
* 版權所有 (C)2015, Zhou Zhaoxiong。
*
* 文件名稱：ThreadCreate.c
* 文件標識：無
* 內容摘要：演示多線程的創建
* 其它說明：無
* 當前版本：V1.0
* 作 者：Zhou Zhaoxiong
* 完成日期：20151029
*
**********************************************************************/
#include
#include
#include
// 重定義數據類型
typedef signed int INT32;
typedef unsigned int UINT32;
// 宏定義
#define THREAD_NUM 5 // 線程個數
// 函數聲明
void ScanTask(void *pParam);
void ProcessTask(void *pParam);
/**********************************************************************
* 功能描述：主函數
* 輸入參數：無
* 輸出參數：無
* 返 回 值：無
* 其它說明：無
* 修改日期 版本號 修改人 修改內容
* -------------------------------------------------------------------
* 20151029 V1.0 Zhou Zhaoxiong 創建
***********************************************************************/
INT32 main()
{
pthread_t MultiHandle = 0; // 多線程句柄
pthread_t SingleHandle = 0; // 單線程句柄
UINT32 iLoopFlag = 0;
INT32 iRetVal = 0; // 創建線程函數的返回值
// 循環創建線程
for (iLoopFlag = 0; iLoopFlag < THREAD_NUM; iLoopFlag ++)
{
iRetVal = pthread_create(&MultiHandle, NULL, (void * (*)(void *))(&ScanTask), (void *)iLoopFlag);
if (0 != iRetVal)
{
printf(Create ScanTask %d failed!
, iLoopFlag);
return -1;
}
}
// 單獨創建線程
iRetVal = pthread_create(&SingleHandle, NULL, (void * (*)(void *))(&ProcessTask), NULL);
if (0 != iRetVal)
{
printf(Create ProcessTask failed!
);
return -1;
}
return 0;
}
/**********************************************************************
* 功能描述： 掃描線程
* 輸入參數： pParam-線程編號
* 輸出參數： 無
* 返 回 值： 無
* 其它說明： 無
* 修改日期 版本號 修改人 修改內容
* ----------------------------------------------------------------------
* 20151029 V1.0 Zhou Zhaoxiong 創建
************************************************************************/
void ScanTask(void *pParam)
{
UINT32 iThreadNo = 0; // 線程編號
iThreadNo = (UINT32)pParam; // 獲取線程編號
printf(Now, into ScanTask[%d].
, iThreadNo); // 打印包含線程編號的消息
// 進行後續操作
}
/**********************************************************************
* 功能描述： 處理線程
* 輸入參數： 無
* 輸出參數： 無
* 返 回 值： 無
* 其它說明： 無
* 修改日期 版本號 修改人 修改內容
* ----------------------------------------------------------------------
* 20151029 V1.0 Zhou Zhaoxiong 創建
************************************************************************/
void ProcessTask(void *pParam)
{
printf(Now, into ProcessTask.
);
// 進行後續操作
}
說明：
第一，本程序利用pthread_create函數來創建線程，該函數的原型是：
int pthread_create(pthread_t tidp,const pthread_attr_t *attr,(void)(start_rtn)(void),void *arg);
第一個參數為指向線程標識符的指針，在本程序中為MultiHandle和SingleHandle。
第二個參數用來設置線程屬性。
第三個參數是線程運行函數的起始地址，在本程序中即為函數名。
第四個參數是運行函數的參數，當同時創建多個功能相同的線程時，該參數表示線程編號。
第二，在Linux下，該程序的編譯命令為：gcc -g -o ThreadCreate ThreadCreate.c –lpthread。注意，最後的“–lpthread”是不能省略的，否則程序編譯不通過。因為pthread並非Linux系統的默認庫，而要在Linux中將其作為一個庫來使用，就需要加上“-lpthread”或“-pthread”以顯式鏈接該庫。
第三，在程序的多線程中，建議不要同時對同一個全局變量進行加、減等操作。如果確實需要這樣做，要注意在關鍵代碼處使用加鎖操作。
總結
隨著軟件功能的增強，隨之而來的就是程序復雜度的提升，這也使得程序從“單線程”到“多線程”的轉變成為必然。
“多線程”和“單線程”分別對應“並行”和“串行”，是軟件開發人員必須要掌握的一種程序設計的方法。設計合理的“多線程”程序不僅邏輯清晰、易於閱讀，而且程序的執行效率高，對於軟件產品效率和質量的提升具有很重要的意義。
最後，推薦大家閱讀一篇文章《進程與線程的一個簡單解釋》(http://www.ruanyifeng.com/blog/2013/04/processes_and_threads.html)，本文以圖形的方式展示了進程與線程的區別，及有關操作系統的其它概念，值得一讀。
