线程

• 线程
  • 定义
    • 线程是进程中的一个可执行实体，表示进程的子任务。
    • OS 以进程为单位分配资源，以线程为单位调度。
  • 组成
    • 每个线程有一个 TCB，类似 PCB。
    • 线程标识符
    • CPU 状态
    • CPU 现场保护区
      • PC
      • SP
      • 其他寄存器
    • 栈：包括用户栈和内核栈
    • 关联的进程和线程指针
• 线程与进程的对比
  • 资源
    • 进程拥有独立的地址空间，存放代码和数据，打开若干文件。
    • 进程包含至少一个线程，进程创建时创建第一个线程。
    • 线程共享进程的所有资源，线程自身包含很少资源。
  • 调度
    • 进程调度要切换进程上下文，开销大。
    • 同一进程内的线程调度只切换线程上下文，开销小。
    • 不同进程的线程调度相当于进程调度。
  • 并发
    • 基于线程的并发性比进程高。
  • 安全
    • 线程可以访问进程数据，可以改变其他线程的数据，共享数据方便，但容易发生数据竞争。
• 线程的系统支持
  • 用户级
    • 线程功能完全在用户程序实现。
    • OS 的调度单元还是进程，一个线程阻塞实际上是进程阻塞，所有线程都无法执行。
  • 核心级
    • 内核实现线程功能，用户程序使用线程都是通过系统调用，1:1 模型。
    • OS 的调度单元是线程，一个线程阻塞不影响其他线程。
  • 两级结合
    • 内核实现线程功能，用户程序实现运行时，在多个核心级线程上调度用户级线程，M:N 模型。
• LWP
  • LWP 即 Light Weight Process，与内核线程一一对应。
  • 进程可以申请多个 LWP，LWP 可以并发执行多个用户级线程。
  • Linux 的线程是 LWP