http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-threading.html
LinuxThreads 设计细节
线程 将应用程序划分成一个或多个同时运行的任务。线程与传统的多任务进程 之间的区别在于：线程共享的是单个进程的状态信息，并会直接共享内存和其他资源。同一个进程中线程之间的上下文切换通常要比进程之间的上下文切换速度更快。因此，多线程程序的优点就是它可以比多进程应用程序的执行速度更快。另外，使用线程我们可以实现并行处理。这些相对于基于进程的方法所具有的优点推动了 LinuxThreads 的实现。
NPTL，或称为 Native POSIX Thread Library，是 Linux 线程的一个新实现，它克服了 LinuxThreads 的缺点，同时也符合 POSIX 的需求。与 LinuxThreads 相比，它在性能和稳定性方面都提供了重大的改进。与 LinuxThreads 一样，NPTL 也实现了一对一的模型。
Ulrich Drepper 和 Ingo Molnar 是 Red Hat 参与 NPTL 设计的两名员工。他们的总体设计目标如下：
- 这个新线程库应该兼容 POSIX 标准。
- 这个线程实现应该在具有很多处理器的系统上也能很好地工作。
- 为一小段任务创建新线程应该具有很低的启动成本。
- NPTL 线程库应该与 LinuxThreads 是二进制兼容的。注意，为此我们可以使用
LD_ASSUME_KERNEL，这会在本文稍后进行讨论。 - 这个新线程库应该可以利用 NUMA 支持的优点。
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NPTL 的优点
与 LinuxThreads 相比，NPTL 具有很多优点：
- NPTL 没有使用管理线程。管理线程的一些需求，例如向作为进程一部分的所有线程发送终止信号，是并不需要的；因为内核本身就可以实现这些功能。内核还会处理每个线程堆栈所使用的内存的回收工作。它甚至还通过在清除父线程之前进行等待，从而实现对所有线程结束的管理，这样可以避免僵尸进程的问题。
- 由于 NPTL 没有使用管理线程，因此其线程模型在 NUMA 和 SMP 系统上具有更好的可伸缩性和同步机制。
- 使用 NPTL 线程库与新内核实现，就可以避免使用信号来对线程进行同步了。为了这个目的，NPTL 引入了一种名为 futex 的新机制。futex 在共享内存区域上进行工作，因此可以在进程之间进行共享，这样就可以提供进程间 POSIX 同步机制。我们也可以在进程之间共享一个 futex。这种行为使得进程间同步成为可能。实际上，NPTL 包含了一个
PTHREAD_PROCESS_SHARED 宏，使得开发人员可以让用户级进程在不同进程的线程之间共享互斥锁。 - 由于 NPTL 是 POSIX 兼容的，因此它对信号的处理是按照每进程的原则进行的；
getpid() 会为所有的线程返回相同的进程 ID。例如，如果发送了 SIGSTOP 信号，那么整个进程都会停止；使用 LinuxThreads，只有接收到这个信号的线程才会停止。这样可以在基于 NPTL 的应用程序上更好地利用调试器，例如 GDB。 - 由于在 NPTL 中所有线程都具有一个父进程，因此对父进程汇报的资源使用情况（例如 CPU 和内存百分比）都是对整个进程进行统计的，而不是对一个线程进行统计的。
- NPTL 线程库所引入的一个实现特性是对 ABI（应用程序二进制接口）的支持。这帮助实现了与 LinuxThreads 的向后兼容性。这个特性是通过使用
LD_ASSUME_KERNEL 实现的，下面就来介绍这个特性。
