【操作系统】4、线程
内容概要：
用户级线程和核心级线程
第零部分：线程的概念
百度词条：线程(英语:thread)是操作系统能够进行运算调度的最小单位。
它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。
一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务。
在Unix System V及SunOS中也被称为轻量进程(lightweight processes)，但轻量进程更多指内核线程(kernel thread)，而把用户线程(user thread)称为线程。
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第一部分：用户级线程
我们都知道进程，进程的切换我们需要，PCB保存当前进程状态，PC指针和映射表的切换。
那么有没有这种情况，我们只需要一份资源，却要用这份资源来做很多事。这种情况由于只需要一份内存资源，所以只需要一个映射表就够了。
这就产生了线程的概念，就是只切换pc指针却共用同一份内存。
接下来我们来谈谈线程间是怎么切换的。
就像进程的切换一样，我们需要保存当前执行到哪一步，然后再切换至下一个进程，进程的记录靠PCB（进程控制块），那么线程的记录靠什么呢？当然是TCB（线程控制块）了。
线程控制块是有栈组成的，这个栈保存着PC。当系统调用Yield（线程切换函数）方法。
100:A(){ 300:C(){ B(); D(); 104; 304 ; } } 200:B(){ 400:D(){ Yield(); Yield(); 204; 404; } }
esp： 104 204 304 404（出问题了，弹栈的时候地址跑到另一个线程去了）
所以，必须得要两个栈，我们在切换线程的时候，切换栈就好了。每个线程都有自己的栈，这样子执行方法就不会跑到别的线程去了。
esp：104 esp：304 204 esp：404
那么现在事情就简单了，我们将各个线程的栈存放到TCB里，TCB里存放栈的地址，我们切换就在TCB 来调度，选择一个线程的栈切过去，这样TCB 和栈相互配合，就可以进行线程的切换。于是Yield方法也很明显了
void Yield（）{//切换栈就好了 TCB2.esp=esp； esp=TCB1.esp； }
于是两个线程的样子很明显了，两个线程两个栈，切换的pc在栈中。这样子的切换不需要操作系统，不需要进入内核就可以完成切换，用户自己就能搞定。
第二部分：内核级线程
前面我们提到用户级线程的切换，是通过切换线程栈来实现的，由TCB线程控制块来控制，用户自己就能实现，无需通过内核。这次我们来讲讲内核级线程以及它的切换。
内核级线程，顾名思义，就是处于内核态的线程，对于内核级线程，可以很好配合多核CPU，多核指的是MMU(映射)一样，但是有多个核可以并行的处理事件。
回顾上次所说的用户级线程的切换，是两个栈之间的切换，那核心级线程的切换是什么呢？不是两个栈，而是两套栈。
因为核心级线程必须到内核态，在用户态使用用户栈，在内核态不也得调用函数，也得使用一个栈，既要在用户态又得在内核态跑，一个核心级线程要两个栈组成的一套栈。
对比用户级线程的切换使用TCB进行切换，核心级线程也用TCB切换，不过这个TCB在内核中，而且根据TCB的切换来切换一套栈，内核栈和用户栈都得切换。
那么具体的如何从一个核心级线程切到另一个核心级线程呢？这就是大名鼎鼎的五段论了。
首先我们得从当前的用户栈切到内核栈，只有通过系统中断才可以进入内核，INT就是系统中断，通过在内核栈里面存储SS,SP来记录切换回来的指针，我们就可以切入内核栈了，如果想返回，可以调用IRET的系统调用返回，这就是一套栈了。
100：A(){ B(); 104; } 200：B(){ read(); 204; } 用户程序300:read(){ | int 0x80; | 304; | } | system_call; 内核程序call sys_call 1000; 2000:sys_read(){ }
如上图，我们调用read()调用系统中断进入内核态，现在的栈的情况是
用户栈：104 204 内核栈：SS SP（记录返回指针） EFLAGS 304 CS 1000
可以看到这两个栈配合的非常好，这就是一套栈的精髓所在，也完成了切换的第一段。
由于read需要读磁盘，这会使线程进入堵塞阶段，引发CPU调度，switch_to通过TCB的切换（第二段）找到另一个线程B的内核栈的指针，然后切到另一套栈（第三段），也就是线程的切换，这是切换的第二、三段。
但是我们执行的是用户的函数，所以我们还得切到线程B的用户栈（第四段），这里我们执行完内核栈的函数，通过弹栈中断返回到SS SP弹回线程B的用户栈，这就是切换的第五段。
如果是进程的切换的话，我们另外切换地址映射表就可以了。
