什么是单线程
在描述什么是多线程之前，先讲讲什么是单线程。
int var = 100; // 全局变量 var，初始值为 100
void func(){
var += 100;
std::cout << "now var is: " << var << std::endl; // c++ 语法，意思为输出 var 的当前值
}
int main()
{
func();
func();
}
上面这段代码中，定义了一个函数func，并在main中连续调用两次func，程序执行结果如下：
now var is: 200
now var is: 300
var是一个全局变量，每次调用func，行为都是将var的值+100，整个程序是顺序执行的，第一次调用func，输出now var is: 200，第二次调用func输出now var is: 300
这是一个典型的单线程程序，所有代码自main函数的第一行开始，依次执行每条语句，到最后一行结束。
多线程示例
再来看一段多线程的代码
#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <cstring>
int var = 100;
void* func(void * arg){
int i = *((int*)arg);
sleep(i); // 等待 i 秒
var += 100;
std::cout << i << "th pthread is created!" << " pid = " << getpid() << std::endl; // 输出线程id
std::cout << "now var is: " << var << std::endl; // 输出 var 值
return NULL;
}
int main(){
std::cout << "at first var = " << var << std::endl; // 输出 var 的起始值
const int& num = 5;
int i;
int index[num];
pthread_t tid;
for(i = 0; i < num; ++i){ // 循环创建多个线程
index[i] = i;
int ret = pthread_create(&tid, NULL, func, (void*)&(index[i])); // 创建一个线程，每个线程执行函数 func后退出
if(ret < 0){
std::cerr << "PTHREAD_CREATE " << strerror(ret) << std::endl;
exit(1); // 创建失败程序异常退出
}
}
sleep(i); // 主线程休眠 num(5) 秒
std::cout << "at last var = " << var << std::endl; // 输出 var 的最终值
return 0;
}
这段代码使用pthread_create创建了5个线程，每个线程执行func后退出，最后主线程退出
现在看不懂这段代码没有关系，今天主要是为了讲明白多线程和单线程的区别是什么？这段代码最终的目的就是让var从初始值100增加到最终值600。要达成同等的目的，我们依旧可以使用单线程，在main中连续调用5次func，或者循环5次调用func，也就是，可能写出以下的单线程代码来让var的值从100增加到600
// 连续调用5次
int main()
{
func();
func();
func();
func();
func();
}
// 使用循环
int main()
{
for (int i = 0; i < 5; ++i) {
func();
}
}
这样看貌似单线程确实和多线程没有区别，那我们使用多线程的目的是什么？
为什么使用多线程
思考一个问题：怎样更快速的进行文件压缩？
毫无疑问，文件压缩的速度直接决定了用户的使用体验，作为一个文件压缩软件，速度是必不可少的竞争点，假如我们掌握了文件压缩的算法，其函数声明如下：
int zip_file(FILE *pfile, int offset, int length);
pfile: 文件指针
offset: 起始压缩位置
length: 压缩长度
返回值：0/1 压缩成功/失败
单线程去进行文件压缩，可能写出下面的代码
int ziped = 0; // 已经压缩的长度
int offset = 0; // 起始压缩位置，从文件开头开始
int one_zip_len = 1024 * 1024; // 每次压缩 1MB
while (ziped < pfile.size()) { // pfile.size() 文件总长度
if (zip_file(pfile, offset, one_zip_len) == 1) { // 压缩 pfile [offset, offset+one_zip_len) 之间的数据
printf("zip file %p failed, exit 1\n", pfile); // 压缩失败，退出
exit(1);
}
offset += one_zip_len; // 1MB 压缩成功，压缩下1MB
ziped += one_zip_len;
}
压缩过程如下图所示，先压缩0-1M，然后压缩1-2M，…，最后第n次调用zip_file压缩文件最后的部分
如果 zip_file压缩1MB需要1s，压缩100M的文件就需要100s，一分半钟的时间只压缩了100MB的文件，这样的速度对于用户来说是不可接受的。
如果可以同时进行压缩数据呢？如果上图中的1-n次，可以同时执行，也就是在0-1s内，同时压缩文件的0-1M、3-4M、7-8M、11-12M，1s结束后，就压缩了4MB的数据，100MB的数据只需要25s就可以完成，效率提升了4倍。
而多线程就是创建多个线程并发执行任务，我们创建4个线程，让每个线程都去执行zip_file，同时控制每个线程压缩不同的文件区域，就可以达到压缩效率提升4倍的效果。
这是多线程相较于单线程所带来的任务执行效率的提升，而多线程和单线程绝不仅仅这一点区别，更多内容将在后续逐步揭开，下一节将介绍线程的基本用法，如何创建、回收、设置线程执行函数等。
