线程概念多线程模型

什么是线程，为什么要引入线程

引入进程的目的：为了更好地使多道程序并发执行，提高资源利用率和系统吞吐量，增加并发程度。

引入线程的目的：为了减小程序在并发执行时所付出的时空开销，提高操作系统的并发性能。

线程：是一个基本的CPU执行单元，也是程序执行流的最小单元，由线程ID、程序计数器、寄存器集合、堆栈组成。

线程是进程中的一个实体，是被系统独立调度和分派的基本单位

线程自己不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源，但它可与同属一个进程的其他线程共享进程所拥有的全部系统资源。

一个线程可以创建和撤销另一个线程，同一进程中的多个线程之间可以并发执行。

线程也有就绪、阻塞、运行三种基本状态。

引入线程机制后，有什么变化

进程只作为除CPU外的系统资源的分配单元。
线程作为处理机的分配单元。

一个进程可有多个线程。

线程与进程的比较
1）调度
线程是独立调度的基本单元
进程是拥有资源的基本单元
同一进程中，线程的切换不会引起进程切换。
不同进程中进行线程切换，会引起进程切换。
2）拥有资源
进程拥有资源的基本单位。
线程不拥有系统资源，但可以访问其隶属进程的系统资源。
3）并发性
进程之间可以并发执行。
多个线程之间也可以并发执行，提高系统吞吐量。
4）系统开销
线程切换时只需保存和设置少量寄存器内容，开销小。
进程切换时，涉及当前执行进程CPU环境的保存及新调度到进程CPU环境的设置。
5）地址空间和其他资源
进程的地址空间相互独立，同一进程的各线程间共享进程的资源，某进程内的线程对于其他进程不可见。
6）通信方面
进程间通信需要进程同步和互斥手段辅助，保证数据的一致性。
线程间可以直接读/写进程数据段来进行通信。

线程的属性

线程的实现方式

应用程序从单线程开始，在该线程中开始运行，在其运行的任何时刻，可以通过调用线程库中的派生例程创建一个在相同进程中运行的新线程。

内核为进程及其内部的每个线程维护上下文信息，调度也在内核基于线程架构的基础上完成。

一个应用程序中的多个用户级线程被映射到一些（小于等于用户级线程的数目）内核级线程上。

多线程模型