[TOC] # 简介 当启动一个程序时，操作系统创建一个进程，并在该进程中执行程序。一个进程包括一个或多个线程。每个线程又是一个局部进程，它以独立于其他局部进程的方式执行一个命令序列。 当进程启动时，它的主线程则成为活动线程。这时，任何正在运行的线程都可以启动其他线程。当进程终止时，例如，通过在 main（）函数中执行一个 return 语句或通过调用 exit（）函数，所有已开启但还未结束的线程都会被终止。 系统调度器为所有可运行的线程平均分配可用的 CPU 时间。通常，调度器是抢占式的：它会中断正在执行的线程，给中央处理单元（CPU）留出可用的短暂时间，并将 CPU 分配给其他线程使用一段时间。 这种调度的结果是：即使是在单处理系统上，在用户面前运行的线程看上去像是在同时执行，实际上，只有在多处理器系统中，几个线程才可能真正地同时执行。 每一个进程在内存中都有自己的地址空间，并拥有独占的资源，例如，打开的文件。一个进程中的所有线程都继承该进程的资源。最具有意义的是，在一个进程中的几个线程共享一个地址空间。这使得在一个进程中的任务切换比在不同进程间的任务切换要简单得多。 然而，为了在不同线程间切换任务，每个线程也拥有自己的资源：包括栈存储器和 CPU 寄存器。这些资源允许每个线程在不受其他线程干扰的条件下，处理自身的本地数据。此外，一个线程也可以具有线程专用的永久内存。 对于一个给定进程，由于它内部的所有线程均使用相同的地址空间，所以它们共享全局数据与静态数据。然而，这也意味着，同一个进程中的两个不同线程可以同时访问同一个内存单元。这种情况在 C 标准中被称为数据竞争（data race），或者通常称之为竞态条件（race condition）。 为了防止在共享数据时出现冲突，当这些不同线程使用内存中相同位置时，程序员必须明确地同步这些不同线程的写操作或读写操作。 # c11 C 程序中经常同时执行多项任务。例如，一个程序可能： (1) 在执行程序过程中通过完成并行任务来提高性能。 (2) 在处理用户输入的同时，在后台进行耗时的数据通信和实时操作。 通过并行执行（concurrent execution）程序中的部分代码，可以实现不同任务同时进行。特别是在多处理器系统（当然也包括多核处理器）上，程序通过并行机制更有效地使用系统资源，其意义越来越重大。 C11 标准以前，C 开发人员必须依赖操作系统或相应链接库来实现并行。C11 标准发布以后，使得 C 程序可便捷地实现并行。C11 支持多线程执行（multithreaded execution）。 多线程指的是在一个程序进程中处理控制流的多路并行通道，它在所有操作系统上为运行该程序提供了相同程度的并发性。为此，C11 标准定义了一个相应的内存模型（memory model），并且支持原子操作（atomic operation）。 在 C11 标准下，对于多线程和原子操作的支持是可选的。如果支持 C11 标准的实现版本定义了宏 \_STDC\_NO\_THREADS\_ 和 \_STDC\_NO\_ATOMICS\_，则表示该实现版本不支持多线程与原子操作。 你可能曾使用过针对 C 语言的POSIX 线程扩展（简称 pthreads），该扩展是根据 UNIX 可移植操作系统接口标准（POSIX）——IEEE 1003.1c——实现多线程编程的链接库。如果使用过该扩展，你会发现 C11 线程编程的接口在很多方面与 POSIX 标准类似