LinuxThreads는 다중 쓰레드 프로그래밍을 위한 리눅스 라이브러리이다. LinuxThreads는 커널 수준의 쓰레드를 제공한다; 쓰레드들은 clone() 시스템콜에 의해 만들어지고 모든 스케줄링은 커널에서 이루어진다. Posix 1003.1c API를 구현하였고 커널 2.0.0이상의 커널과 적절한 C 라이브러리를 가지고 있는 어떠한 리눅스 시스템에 동작한다.
쓰레드는 프로그램을 통한 제어의 순차적인 흐름이다. 그래서 다중 쓰레드 프로그래밍은 여러 제어 쓰레드가 한 프로그램에서 동시에 수행하는 병렬 프로그래밍의 한 형태이다.
다중 쓰레드 프로그래밍은 모든 쓰레드가 같은 메모리 공간을 (그리고 파일 디스크립터와 같은 일부 시스템 자원들을) 공유하는 유닉스 스타일의 다중 프로세싱과는 다르다. 대신에 유닉스의 프로세스와 같이 자신만의 고유 메모리상에 동작한다. 그래서 한 프로세스의 두 쓰레드 사이의 문맥 교환(context switch)는 두 프로세스 사이의 문맥 교환보다 굉장한 수월 하다.
쓰레드를 사용하는 두 가지 주요한 이유가 있다:
쓰레드에 의해 공유되는 메모리를 접근하는 데는 더 주의가 필요하다. 병렬 프로그램은 일반적인 지역 메모리처럼 공유 메모리 객체를 접근할 수 없기 때문이다.
원자성(atomicity)는 어떤 객체에 대한 연산은 분리될 수 없는, 인터럽트 되는 않는 과정으로 이루어져야 되다는 개념을 말한다. 공유 메모리상의 데이터에 대한 연산은 원자적으로 이루어질 수 없다. 게다가 GCC 컴파일러 는 종종 레지스터에 공유 변수들의 값을 버퍼링하는 최적화를 수행할 것 이다. 이렇게 메모리 연산을 피하는 것이라도 모든 프로세서가 공유 데이터의 값이 변경된 것은 알 수 있어야만 한다.
레지스터에 공유 메모리의 값을 버퍼링하는 GCC의 최적화를 막기 위해 공유 메모리 상의 모든 객체는 volatile 속성의 타입으로 선언되어야 한다. 단 한 word의 volatile 객체를 읽고 쓸는 것은 원자적으로 이루어 지기 때문이다.
결과값을 읽어오기 저장하는 것은 독립된 메모리 연산이다: ++i은 항상 공유 메모리 상의 i을 1만큼 증가시키지는 않는다. 두 연산 사이에 다른 프로세서가 i을 접근할 수 있기 때문이다. 그래서 두 프로세스가 둘 다 ++i을 수행한다면 2가 아닌 1만을 증가될 수도 있다.
그래서 한 쓰레드가 변수의 값을 바꾸는 동안은 다른 쓰레드가 그 변수에 대한 작업을 할 수 없게 하는 시스템 콜이 필요하다. 이는 아래 설명한 lock 방법으로 구현된다. 공유 변수의 값을 바꾸는 루틴을 수행하는 두 쓰레드가 있다고 가정을 하자. 그 루틴이 정확한 결과를 얻기 위해서는 다음과 같이 해야 한다.
한 변수에 대한 lock이 걸릴 때 그 lock을 건 쓰레드만이 그 값을 바꿀 수 있다. 잠근 때문에 다른 쓰레드들은 블럭이 될 것이다. 한 변수에 대해서 는 한 번에 하나의 lock만이 허용되기 때문이다. ㅍ첫번째 쓰레드가 lock 을 제거할 때만 두번째 쓰레드가 lock을 걸 수 있다. 그 결과 공유 변수를 이용하는 것은 다른 프로세서들의 활동을 느리게 할 지도 모든다. 하지만 일반적인 참조는 지역 캐시를 이용한다.