线程概念

什么是线程

1. 在一个程序里的一个执行路线就叫做线程（thread）。
2. 更准确的定义是：线程是“一个进程内部的控制序列” 一切进程至少都有一个执行线程
3. 线程在进程内部运行，本质是在进程地址空间内运行
4. 在Linux系统中，在CPU眼中，看到的PCB都要比传统的进程更加轻量化
5. 透过进程虚拟地址空间，可以看到进程的大部分资源，将进程资源合理分配给每个执行流，就形成了线程 执行流

LWP：light weight process 轻量级进程

1. 进程：独立地址空间，拥有 PCB
2. 线程：也有 PCB，但没有独立的地址空间(共享) 区别：在于是否共享地址空间。
   独居(进程)；合租(线程)。
   Linux 下：
   线程：最小的执行单位
   进程：最小分配资源单位，可看成是只有一个线程的进程。
   
   一个进程创建多少个线程，他们都共用一块地址空间，但是线程越多，占用cpu越多，也就是cpu分的时间片越多，效率越高。因为线程是最小的执行单位，要被执行，必须要用cpu。

Linux内核线程实现原理

类 Unix 系统中，早期是没有“线程”概念的，80 年代才引入，借助进程机制实现出了线程的概念。因此在这 类系统中，进程和线程关系密切。

1. 轻量级进程(light-weightprocess)，也有 PCB，创建线程使用的底层函数和进程一样，都是 clone
2. 从内核里看进程和线程是一样的，都有各自不同的 PCB，但是 PCB 中指向内存资源的三级页表是相同的
3. 进程可以蜕变成线程
4. 线程可看做寄存器和栈的集合
5. 在 linux 下，线程最是小的执行单位；进程是最小的分配资源单位

线程1和线程2程序内部执行的函数不会一样，所以对应的栈不一样。

Linux操作系统中cpu划分时间轮片的依据

查看 LWP 号：ps –Lf pid** 查看指定线程的 lwp 号。不是线程ID**

注意

1. 对于进程来说，相同的地址(同一个虚拟地址)在不同的进程中，反复使用而不冲突。原因是他们虽虚拟地址一样，
2. 进程的页目录、页表、物理页面各不相同。相同的虚拟地址，映射到不同的物理页面内存单元，最终访问不同的物理页 面。
3. 线程不同。两个线程具有各自独立的 PCB，但共享同一个页目录，也就共享同一个页表和物理页面。所以 两个 PCB 共享一个地址空间。 实际上，无论是创建进程的 fork，还是创建线程的 pthread_create，底层实现都是调用同一个内核函数 clone。
   如果复制对方的地址空间，那么就产出一个“进程”；如果共享对方的地址空间，就产生一个“线程”。
4. 因此：Linux 内核是不区分进程和线程的。只在用户层面上进行区分。所以，线程所有操作函数 pthread_ 是 库函数，而非系统调用。*

线程共享资源

1. 文件描述符表
2. 每种信号的处理方式
3. 当前工作目录
4. 用户 ID 和组 ID
5. 内存地址空间 (.text/.data/.bss/heap/共享库)没有stack

线程非共享资源

1. 线程 id
2. 处理器现场和栈指针(内核栈)
3. 独立的栈空间(用户空间栈)
4. errno 变量
5. 信号屏蔽字
6. 调度优先级

线程优、缺点

优点：

1. 提高程序并发性
2. 开销小
3. 数据通信、共享数据方便
4. 创建一个新线程的代价要比创建一个新进程小得多
5. 与进程之间的切换相比，线程之间的切换需要操作系统做的工作要少很多
6. 线程占用的资源要比进程少很多
7. 能充分利用多处理器的可并行数量
8. 在等待慢速I/O操作结束的同时，程序可执行其他的计算任务
9. 计算密集型应用，为了能在多处理器系统上运行，将计算分解到多个线程中实现
10. I/O密集型应用，为了提高性能，将I/O操作重叠。线程可以同时等待不同的I/O操作。

缺点：

1. 库函数，不稳定 ，进程中时库函数
2. 调试、编写困难、gdb 不支持
3. 对信号支持不好 优点相对突出，缺点均不是硬伤。
4. 线程间缺乏访问控制，编码难度更高
5. 线程健壮性更低
   Linux 下由于实现方法导致进程、线程差别不是很大。