多线程编程.pdf

【多线程编程技术】 多线程编程是一种在单个进程中创建多个执行线程的技术，使得应用程序能够同时执行多个不同的任务。线程是操作系统分配CPU时间的基本单元，比进程更轻量级，拥有自己的栈空间，共享进程的内存空间和其他资源。在IBM的信息中心文档《Programming Multithreaded applications》中，作者万一飞详细阐述了多线程编程的一些关键点和挑战。 1. **C程序的使用注意事项**： 在多线程环境下，使用C语言编写程序需要格外谨慎，因为C语言的标准库并不保证线程安全。这意味着在多线程中调用某些C函数可能会引发竞态条件、数据不一致等问题。开发者需要确保对全局变量、静态变量的访问是线程安全的，或者使用锁、互斥量等同步机制来保护共享资源。 2. **事务处理与线程并发**： 事务处理在IBM系统中通常作用于JOB级别，这意味着在一个进程中并发的多个线程可能无法实现事务的隔离。如果一个线程提交了事务，其他线程也可能受到影响，从而导致事务的一致性无法保证。因此，多线程并发可能不适用于需要严格事务处理的场景。 3. **线程安全的程序组件**： 在IBM iSeries（AS/400）系统上，许多C、RPG、RPGLE编写的程序模块（PGM和MODULE）并未设计为线程安全。这意味着它们在多线程环境下可能存在并发问题，如数据竞争和未定义的行为。开发者需要额外的工作来确保这些组件在多线程环境中的正确性和安全性，这会降低代码的复用性和维护性。 4. **性能考量**： 作者进行了一项测试，比较了多进程和多线程在处理大量数据时的效率。结果表明，多线程和多进程在处理相同任务时的效率几乎相当，但多线程的编程复杂度更高。测试中，无论是10个进程处理200多个任务，还是8个线程处理同样的任务，所需时间相差无几，这可能表明在特定情况下，多线程带来的并行计算优势并不明显。 5. **线程的概念**： - **JOB**：在IBM系统中，JOB是一个包含所有相关资源的容器，包括进程、数据和作业日志等。 - **Process（进程）**：是操作系统资源分配的基本单位，具有独立的地址空间。 - **Thread（线程）**：是进程内的执行实体，共享进程的内存空间。线程分为两类：用户线程和内核线程。线程模型包括用户级线程、内核级线程以及混合线程模型。 - **线程的分类**：包括守护线程（后台运行，不阻塞进程退出）和用户线程（阻止进程退出，直到所有用户线程结束）。 - **线程的程序模型**：涉及线程创建、同步、通信和销毁等操作，如线程局部存储、条件变量、信号量等。 多线程编程在IBM iSeries环境中带来了复杂的并发控制问题，尤其是在事务处理和程序线程安全方面。虽然多线程理论上可以提高系统资源利用率，但在实际测试中，其性能提升并不显著，甚至可能增加编程难度。因此，选择是否使用多线程需要根据具体应用场景和性能需求进行权衡。