线程

为什么要提出线程的概念？

进程作为计算机的基本计算调度单位，在现代操作系统的发展中出现了一些问题：

　　进程的并发执行使得进程调度的工作量日益增大，系统将大量精力耗费在进程调度和分配内存上，系统效率得不到有效的提高。

　　进程之间的通信延迟很大，使得频度较高的通信过程效率低下。

　　进程间的并行度没有人们预想的效果好

线程的定义

线程也叫轻型进程，是一个可执行的实体单元，它代替以往的进程，称为现代操作系统中处理机调度的基本单位。

线程和进程的关系

1.线程是进程的一个组成部分，线程由进程创建，因此一个进程中至少存在一个线程，线程还可以创建其他线程。

2.进程依然是资源分配和保护的基本单位，线程只能在进程的地址空间活动，线程只能使用其所在进程的资源。

 

 线程的结构

 

 线程的特点：

1.线程作为基本的调度单位，其状态有：就绪、运行、阻塞等；

2.进程中所有线程共享进程的存储空间和分配资源

线程优势：

*创建和撤销线程的开销非常小。不需要向系统请求独立的地址空间及进行相关的地址空间复制（例如父子进程），因此创建和撤销线程系统的开销要远小于进程。

*切换迅速。线程的上下文环境要比进程简单的多，因此线程间的切换远比进程快的多。

*通信效率高。同一进程中的线程由于共享同一地址空间，通信时不需要借助内核功能。

*并发度高。在多处理机系统中，对进程的个数是有所限制的，但对线程的个数理论上不存在限制，更发挥了多处理机系统的优势。

线程的实现机制

用户级线程：

 

 用户级线程的优点：

1、核心不用管理线程的切换，处理机在两个线程间切换时不用进入到核心态执行，节省了用户态与核心态之间切换的开销。

2、用户级线程的管理机制可以运行在各种操作系统中，方便、灵活。

缺点：当线程执行系统调用时，整个进程都被阻塞，不能充分利用多处理机。

核心级线程：

 

 核心可以调度一个进程中的多个线程同时运行，当某线程发生阻塞，可以调度其他线程执行。

优点：

充分发挥了多处理机的并行工作能力。

缺点：

在同一进程间的线程控制权转移时，用户级与核心级的切换开销很大。