在傳統的unix模型中，當乙個程序需要由另乙個實體執行某件事時，該程序派生(fork)乙個子程序，讓子程序去進行處理。unix下的大多數網路伺服器程式都是這麼編寫的，這在我們的併發服務程式例子中可以看出：父程序接收連線，派生子程序，子程序處理與客戶的互動。
雖然這種模式很多年來使用的很好，但是fork有一些問題：
fork是昂貴的。記憶體映像要從父程序拷貝到子程序，所有描述字要在子程序中複製等等。目前的實現使用一種稱做寫時拷貝(copy-on-write)技術，可避免父程序資料空間向子程序的拷貝，除非子程序需要自己的拷貝。儘管有這種優化技術，fork仍然是昂貴的。
fork子程序後，需要用程序間通訊(ipc)在父子程序之間傳遞資訊。fork之前的資訊容易傳遞，因為子程序一開始就有父程序資料空間及所有描述字的拷貝。但是從子程序返回資訊給父程序需要做更多的工作。
執行緒有助於解決這兩個問題。執行緒有時候稱為輕權程序(lightweight process)，因為執行緒比程序」輕權」。也就是說，建立執行緒要比建立程序塊10~100倍。
乙個程序中的所有執行緒共享相同的全域性記憶體，這使得執行緒很容易共享資訊，但是這種簡易性也帶來了同步(synchronization)問題。乙個程序中的所有執行緒不僅共享全域性變數，而且共享：
1. 程序指令
2. 大多數資料
3. 開啟的檔案(如描述字)
4. 訊號處理程式和訊號處置
5. 當前工作目錄
6. 使用者id和組id
1. 執行緒id
2. 暫存器集合，包括程式計數器和棧指標
3. 棧(用於存放區域性變數和返回位址)
4. errno
5. 訊號掩碼
6. 優先順序
(1)當乙個程式由exec啟動時，會建立乙個稱為初始執行緒(initial thread)或主線程(main thread)的單個執行緒。額外執行緒則由pthread_create函式建立。
#include int pthread_create(pthread_t * tid, const pthread_attr_t * attr, void * (*func)(void *), void * arg);
//return: success 0, failed e***
每個執行緒都有很多屬性(attribute)：優先順序，起始棧大小，是否應該是乙個守護執行緒，得等。我們通常使用預設值，將attr引數說明為空指標。
最後，當建立乙個執行緒時，我們要說明乙個它將執行的函式。函式的位址由func引數指定，該函式的呼叫引數是乙個指標arg。如果我們需要多個呼叫引數，我們必須將它們打包成乙個結構，然後將其位址當作唯一的引數傳遞給起始函式。
注意func和arg的宣告，func函式取乙個通用指標(void )引數，並返回乙個通用指標(void )。這就使得我們可以傳遞乙個指標(指向任何我們想要指向的東西)給執行緒，由執行緒返回乙個指標(同樣地，指向任何我們想要指向的東西)。
(2)我們可以呼叫pthread_join等待乙個執行緒終止。把執行緒和unix程序相比，pthread_create類似於fork，pthread_join類似與waitpid。
#include
int pthread_join(pthread_t tid, void * * status);
//返回：成功為0，出錯為正的e***值
(3)每個執行緒都有乙個id以在給定的程序內標識自己。執行緒id由pthread_create返回，我們也看到了它在pthread_join中的使用。執行緒用pthread_self取得自己的執行緒id。
#include
pthread_t pthread_self(void); //返回：呼叫執行緒的執行緒id
(4)執行緒或者是可匯合的(joinable)或者是脫離的(detached)。當可匯合的執行緒終止時，其執行緒id和退出狀態將保留，直到另外乙個執行緒呼叫pthread_join。脫離的執行緒則像守護程序：當它終止時，所有的資源都將釋放，我們不能等待它終止。如果乙個執行緒需要知道另乙個執行緒什麼時候終止，最好保留第二個執行緒的可匯合性。
pthread_detach函式將指定的執行緒變為脫離的。
#include
int pthread_detach(pthread_t tid);
//返回：成功為0，出錯為正e***值
(5)終止執行緒的一種方法是呼叫pthread_exit
#include
void pthread_exit(void * status);
指標status不能指向區域性於呼叫執行緒的物件，因為執行緒終止時這些物件也消失。
有兩種其他方法可使執行緒終止：
1. 啟動執行緒的函式(pthread_create的第3個引數)返回。既然該函式必須說明為返回乙個void指標，該返回值便是執行緒的終止狀態。
2. 如果程序的main函式返回或者任何執行緒呼叫了exit，程序將終止，執行緒將隨之終止。
我們稱執行緒程式設計為併發程式設計(concurrent programming)或並行程式設計(parallel programming)，因為多個執行緒可併發執行並訪問相同的變數。雖然我們剛剛討論的錯誤情形以單cpu系統為前提，但是如果執行緒a和執行緒b在多處理器系統的不同cpu上同時執行，潛在的錯誤同樣存在。在通常的unix程式設計中，我們沒有遇到這種併發程式設計問題，因為用fork時，除了描述字外，父程序和子程序不共享任何東西。但是，當我們討論程序間的共享記憶體時仍將遇到這類問題。
我們剛剛討論的問題，即多個執行緒修改乙個共享變數，是最簡單的問題。解決方法是用乙個互斥鎖(mutex, 代表mutual exclusion)保護共享變數。只有我們持有該互斥鎖才能訪問該變數。在pthreads中，互斥鎖是型別為pthread_mutex_t的變數。我們用下面兩個函式為互斥鎖加鎖和解鎖。
#include
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t * mptr);
//return: success 0, failed e***
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t * mptr);
//return: success 0, failed e***
如果互斥鎖變數是靜態分配的，我們必須將它初始化為常值pthread_mutex_initializer
我們需要一中方法使得主迴圈進入睡眠，直到有一線程通知它某件事已就緒。條件變數(condition variable)加上互斥鎖可以提供這種功能。互斥鎖提供互斥機制，條件變數提供訊號機制。
在pthreads中，條件變數是乙個pthread_cond_t型別的變數。條件變數使用下述兩個函式：
#include
int pthread_cond_wait(pthread_cond_t * cptr, pthread_mutex_t * mptr);
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t * cptr);
//return: success 0, failed e***
為了防止競爭，條件變數的使用總是和乙個互斥鎖結合在一起。
設有兩個共享的變數 x 和 y，通過互斥量 mut 保護，當 x > y 時，條件變數 cond 被觸發。
int x, y;
pthread_mutex_t mut = pthread_mutex_initializer;
pthread_cond_t cond = pthread_cond_initializer;
//等待直到 x > y 的執行流程：
pthread_mutex_lock(&mut);
while (x <= y)
/* 對 x、y 進行操作 */
pthread_mutex_unlock(&mut);
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