以下內容摘自《程序員的自我修養》
什麼是線程？
線程（Thread），有時被稱爲輕量級（Lightweight Process, LWP），是程序執行流程的最小單元。一個標準的線程由線程ID、當前指令指針（PC）、寄存器集合和堆棧組成 。通常意義上，一個進程由一個到多個線程，各個線程之間共享程序的內存空間（包括代碼段、數據段、堆等）及一些進程級的資源（如打開文件和信號）。一個經典的線程與進程的關係如圖：
大多數軟件應用中，線程的數量都不止一個。多個線程可以互不干擾地併發進行，並共享進程的全局變量和堆的數據。那麼，多個線程與單線程的進程相比，又有哪些優勢呢？通常來說，使用多線程的原因有如下幾點：
- 某個操作可能會陷入長時間等待，等待的線程會進入睡眠狀態，無法繼續執行。多線程執行可以有效利用等待的時間。
- 某個操作（常常是計算）會消耗大量的時間，如果只有一個線程，程序和用戶之間的交互會中斷。多線程可以讓一個線程負責交互，另一個線程負責計算。
- 程序邏輯本身要求併發操作，例如一個多端下載軟件
- 多CPU或多核計算機，本身具備同時執行多個線程的能力，因此單線程程序無法全面發揮計算機的全部計算能力。
- 相對於多進程應用，多線程在數據共享方面的效率高得多。
線程訪問權限
線程的訪問非常自由，它可以訪問進程內存裏的所有數據，甚至包括其他線程的堆棧（如果它知道其他線程的堆棧地址，那麼就是很少見的情況），但實際運用中線程也擁有自己的私有存儲空間，包括以下幾方面：
- 棧
- 線程局部存儲
- 寄存器
線程調度與優先級
不論是在多處理器的計算機上還是單處理器的計算機上，線程總是“併發”執行的。當線程的數量小於等於處理器的數量時（並且操作系統支持多處理器），線程的併發是真正的併發，不同的線程運行在不同的處理器上，彼此之間互不相干。但對於線程數量大於處理器的情況，線程的併發會受到一些阻礙，因此此時至少一個處理器會運行多線程。 在單處理器對應多線程的情況下，併發是一種模擬出來的狀態。操作系統會讓這些多線程程序輪流執行，每次僅執行一小段時間，（通常是幾十到幾百毫秒），這樣每一個線程就“看起來”在同時執行。這樣的一個不斷在處理器上切換不同的線程的行爲稱之爲線程調度。在線程調度中，線程通常擁有三種狀態，分別是：
- 運行（Running）
- 就緒（Ready）
- 等待（Waiting） 處於運行中的線程擁有一段可執行的時間，這段時間稱爲時間片。當時間片用盡後的時候，進程就開始等待某事件，那麼它將進入等待狀態。每當一個線程離開運行狀態時，調度系統就會選擇一個其他的就緒線程繼續執行。在一個處於等待狀態的線程鎖等待的事件發生之後，該線程就將進入就緒狀態；
線程調度自多任務操作系統問世以來，就不斷被提出不同的方案和算法，現在主流的調度方式儘管各不相同，但都帶有優先級調度和輪轉法。 在windows中可以通過
BOOL WINAPI SetThreadPriority(HANDLE hThread, int nPriority);
來設置線程的優先級，而linux下與線程相關的操作可以通過pthread庫來實現；
讓我們總結一下，在優先級調度的環境下，線程的優先級改變一般有三種方式。
- 用戶指定優先級
- 根據進入等待狀態的頻繁程序提升或降低優先級
- 長時間得不到執行而被提升優先級
可搶佔線程和不可搶佔線程
我們之前討論的線程調度有一個特點，那就是線程在用盡時間片之後會被強制剝奪繼續執行的權利，而進入就緒狀態，這個過程叫做搶佔。 在不可搶佔的線程中，線程主動放棄執行無非是兩種情況。
- 當線程試圖等待某一事件時（I/O等）。
- 線程主動放棄時間片 因此，在不可搶佔線程執行時候，有一個顯著的特點，那就是線程調度的時間是確定的。線程調度只會發生在線程主動放棄執行或線程等待某事件的時候。這樣可以避免一些因爲搶佔式線程裏調度時間不確定而產生的問題。
Linux的多線程
Windows對進程和線程的實現如同教科書一般標準，windows內核有明確的線程和進程的概念，並且有一系列的API來操縱它們。但對於linux來說，線程並不是一個通用的概念。 Linux對多線程的支持頗爲貧乏，事實上，在Linux內核中並不存在真正意義上的線程概念。Linux將所有的執行實體（無論是線程還是進程）都稱爲任務（Task），每一個任務概念上不同任務之間都可以選擇共享空間，因此在實際意義上，共享同一個內存空間的多個任務構成了一個進程，這些任務也就成了這個進程中的線程。在Linux下，用以下方法可以創建一個新的任務：
fork函數產生一個和當前進程完全意義的新進程，並和當前進程一樣從fork函數裏返回。例如如下代碼：
pid_t pid;
if (pid = fork())
{
....
}
fork只能夠產生本任務的鏡像，因此須要使用exec配合才能啓動別的新任務。exec可以用新的可執行映像替換當前的可執行鏡像