Linux 的多线程编程的高效开发经验
2009 年 4 月 23 日
本文中我们针对 Linux 上多线程编程的主要特性总结出 5 条经验，用以改善 Linux 多线程编程的习惯和避免其中的开发陷阱。在本文中，我们穿插一些 Windows 的编程用例用以对比 Linux 特性，以加深读者印象。
背景
Linux 平台上的多线程程序开发相对应其他平台（比如 Windows）的多线程 API 有一些细微和隐晦的差别。不注意这些 Linux 上的一些开发陷阱，常常会导致程序问题不穷，死锁不断。本文中我们从 5 个方面总结出 Linux 多线程编程上的问题，并分别引出相关改善的开发经验，用以避免这些的陷阱。我们希望这些经验可以帮助读者们能更好更快的熟悉 Linux 平台的多线程编程。
我们假设读者都已经很熟悉 Linux 平台上基本的线程编程的 Pthread 库 API 。其他的第三方用以线程编程的库，如 boost，将不会在本文中提及。本文中主要涉及的题材包括线程开发中的线程管理，互斥变量，条件变量等。进程概念将不会在本文中涉及。
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Linux 上线程开发 API 的概要介绍
多线程开发在 Linux 平台上已经有成熟的 Pthread 库支持。其涉及的多线程开发的最基本概念主要包含三点：线程，互斥锁，条件。其中，线程操作又分线程的创建，退出，等待 3 种。互斥锁则包括 4 种操作，分别是创建，销毁，加锁和解锁。条件操作有 5 种操作：创建，销毁，触发，广播和等待。其他的一些线程扩展概念，如信号灯等，都可以通过上面的三个基本元素的基本操作封装出来。
线程，互斥锁，条件在 Linux 平台上对应的 API 可以用表 1 归纳。为了方便熟悉 Windows 线程编程的读者熟悉 Linux 多线程开发的 API，我们在表中同时也列出 Windows SDK 库中所对应的 API 名称。
表 1. 线程函数列表
对象
操作
Linux Pthread API
Windows SDK 库对应 API
线程
创建
pthread_create
CreateThread
退出
pthread_exit
ThreadExit
等待
pthread_join
WaitForSingleObject
互斥锁
创建
pthread_mutex_init
CreateMutex
销毁
pthread_mutex_destroy
CloseHandle
加锁
pthread_mutex_lock
WaitForSingleObject
解锁
pthread_mutex_unlock
ReleaseMutex
条件
创建
pthread_cond_init
CreateEvent
销毁
pthread_cond_destroy
CloseHandle
触发
pthread_cond_signal
SetEvent
广播
pthread_cond_broadcast
SetEvent / ResetEvent
等待
pthread_cond_wait / pthread_cond_timedwait
SingleObjectAndWait
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