Perl 中的线程（1）

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线程概述线程是一个单一的执行流程，它是所有程序执行过程中最小的控制单位，即能被 CPU 所调度的最小任务单元。线程与进程之间既有联系，又完全不同。简单地说，一个线程必然属于某一个进程，而一个进程包含至少一个或者多个线程。早期的计算机系统一次只能运行一个程序，因此，当有多个程序需要执行的时候，唯一的办法就是让它们排成队，按顺序串行执行。进程的出现打破了这种格局，CPU 资源按时间片被分割开来，分配给不同的进程使用。这样一来，从微观上看进程的执行虽然仍是串行的，但是从宏观上看，不同的程序已经是在并行执行了。如果我们把同样的思想运用到进程上，很自然地就会把进程再细分成更小的执行单位，即线程。由于一个进程又往往需要同时执行多个类似的任务，因此这些被细分的线程之间可以共享相同的代码段，数据段和文件句柄等资源。有了进程，我们可以在一台单 CPU 计算机系统上同时运行 Firefox 和 Microsoft Office Word 等多个程序；有了线程，我们可以使 Firefox 在不同的标签里同时加载多个不同的页面，在 Office Word 里编辑文档的同时进行语法错误检查。因此，线程给我们带来了更高的 CPU 利用率、更快速的程序响应、更经济地资源使用方式和对多 CPU 的体系结构更良好的适应性。
Perl 线程的历史5005threads 线程模型Perl 对线程的支持最早可以追溯到 1998 年 7 月发布的 Perl v5.005。其发布申明指出，Perl v5.005 中加入了对操作系统级线程的支持，这个新特性是一个实验性的产品，这也就是我们现在所称的 5005threads 线程模型。对于 5005threads 线程模型来说，默认情况下，所有数据结构都是共享的，所以用户必须负责这些共享数据结构的同步访问。如今 5005threads 已经不再被推荐实用，Perl v5.10 以后的版本里，也将不会再支持 5005threads 线程模型。
ithreads 线程模型2000 年 5 月发布的 Perl v5.6.0 中开始引入了一个全新的线程模型，即 interpreter threads， 或称为 ithreads，也正是在这个版本的发布申明中第一次提出了 5005threads 线程模型将来可能会被禁用的问题。尽管如此，ithreads 在那个时候还是一个新的实验性的线程模型，用户并不能直接使用它，唯一的办法是通过 fork 函数模拟。经过两年时间的发展，到 2002 年 7 月，Perl v5.8.0 正式发布，这时 ithreads 已经是一个相对成熟的线程模型，发布申明中也鼓励用户从老的 5005threads 线程模型转换到新的 ithreads 线程模型，并明确指出 5005threads 线程模型最终将被淘汰。本文后面所讨论的所有内容也都是基于新的 ithreads 线程模型。在 ithreads 线程模型中，最与众不同的特点就在于默认情况一下一切数据结构都不是共享的，这一点我们会在后面内容中有更深刻的体会。
现有环境支持哪种线程模型既然 Perl 中有可能存在两种不同的线程模型，我们很自然地就需要判断现有 Perl 环境到底支持的是哪一种线程实现方式。归纳起来，我们有两种方法：

• 在 shell 里，我们可以通过执行 perl – V | grep usethreads 命令来获取当前线程模型的相关信息，例如

清单 1. shell 中查询 Perl 当前线程模型

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> perl -V | grep use.*threads config_args='-des -Doptimize=-O2 -g -pipe -m32 -march=i386 \ -mtune=pentium4 -Dversion=5.8.5 -Dmyhostname=localhost -Dperladmin=root@localhost -Dcc=gcc -Dcf_by=Red Hat, Inc. -Dinstallprefix=/usr -Dprefix=/usr -Darchname=i386-linux -Dvendorprefix=/usr -Dsiteprefix=/usr -Duseshrplib -Dusethreads -Duseithreads -Duselargefiles -Dd_dosuid -Dd_semctl_semun -Di_db -Ui_ndbm -Di_gdbm -Di_shadow -Di_syslog -Dman3ext=3pm -Duseperlio -Dinstallusrbinperl -Ubincompat5005 -Uversiononly -Dpager=/usr/bin/less -isr -Dinc_version_list=5.8.4 5.8.3 5.8.2 5.8.1 5.8.0' usethreads=define use5005threads=undef useithreads=define usemultiplicity=define

从结果中不难看出，在当前的 Perl 环境中提供了对 ithreads 线程模型的支持。

• 在 Perl 程序中，我们也可以通过使用 Config 模块来动态获取 Perl 线程模型的相关信息，例如

清单 2. Perl 程序中动态获取当前 Perl 线程模型

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#!/usr/bin/perl # use Config; if( $Config{useithreads} ) { printf("Hello ithreads\n") } elsif( $Config{use5005threads} ) { printf("Hello 5005threads\n"); } else { printf("Can not support thread in your perl environment\n");    exit( 1 ); }

值得一提的是，对于 5005threads 和 ithreads 线程模型，Perl 同时只能支持其中的一种。你不可能在某一个 Perl 环境中同时使用这两种线程模型。本文后面讨论的所有内容都是基于 ithreads 线程模型的。