Linux下thread编程 (一)

作者：Sam （甄峰）  sam_code@hotmail.com
Sam前些天在提供一个库给别的公司时，因为不喜欢使用pthread_jion等函数，被人骂为垃圾程序。呵呵，之前因为在写多thread程序时，习惯让每个thread都为detach属性，这样他们就可以自我管理。而不需要再由别人回收资源。呵呵，不说这么多了，把POSIX thread方面的东西记下来吧。
Linux下thread历史（Old pthread与NPTL）：
Linux创建之初，并不能真正支持thread. LinuxThreads 项目使用clone()这个系统调用实现对thread的模拟。在_clone本来的意图是创建一个可定义各种配置的对当前进程的拷贝。LinuxThreads项目则利用了这一点，配置了一个与调用进程拥有相同地址空间的拷贝，把它作为一个thread. 所以，常常有人说，linux下面没有进程线程之分，其实就是这个意思。但这个方法也有问题，尤其是在信号处理、调度和进程间同步原语方面都存在问题。另外，这个线程模型也不符合 POSIX 的要求。
如果要改进LinuxThread. 很明显，需要kernel层的支持。IBM和RedHat分别进行了研究，随着IBM的放弃，RedHat的Native POSIX Thread Library（NPTL）就成唯一的解决方案了。这就是NPTL。
LinuxThreads 最初的设计相信相关进程之间的上下文切换速度很快，因此每个内核线程足以处理很多相关的用户级线程。这就导致了一对一 线程模型的革命。
LinuxThreads 设计细节的一些基本理念：
LinuxThreads 非常出名的一个特性就是管理线程（manager thread）。管理线程可以满足以下要求：
系统必须能够响应终止信号并杀死整个进程。
以堆栈形式使用的内存回收必须在线程完成之后进行。因此，线程无法自行完成这个过程。
终止线程必须进行等待，这样它们才不会进入僵尸状态。
线程本地数据的回收需要对所有线程进行遍历；这必须由管理线程来进行。
如果主线程需要调用 pthread_exit()，那么这个线程就无法结束。主线程要进入睡眠状态，而管理线程的工作就是在所有线程都被杀死之后来唤醒这个主线程。
为了维护线程本地数据和内存，LinuxThreads 使用了进程地址空间的高位内存（就在堆栈地址之下）。
原语的同步是使用信号 来实现的。例如，线程会一直阻塞，直到被信号唤醒为止。
在克隆系统的最初设计之下，LinuxThreads 将每个线程都是作为一个具有惟一进程 ID 的进程实现的。
终止信号可以杀死所有的线程。LinuxThreads 接收到终止信号之后，管理线程就会使用相同的信号杀死所有其他线程（进程）。
根据