Linux系统编程(八)线程

Linux系统编程(八)线程

  • 一、什么是线程?
  • 二、Linux内核线程实现原理
    • 线程共享资源
    • 线程非共享资源
    • 线程优缺点
  • 线程控制原语

一、什么是线程?

  • LWP:light weight process 轻量级的进程,本质仍是进程(在Linux环境下)
  • 进程:独立地址空间,拥有PCB
  • 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
  • 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。

二、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-weight process),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. 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
  5. 线程可看做寄存器和栈的集合

代码如下(示例):

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)

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. 提高程序的并发性
  2. 开销小
  3. 数据通信、共享数据方便

缺点:

  1. 库函数不稳定
  2. gdb无法调试
  3. 对信号支持不好

线程控制原语

#include <cstdio>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
void* thrd_func(void* arg)
{printf("thread id = %lu , pid = %u \n",pthread_self(),getpid());return NULL;
}int main()
{pthread_t tid;int ret;printf("In main id = %lu , pid = %u \n", pthread_self(), getpid());ret=pthread_create(&tid,NULL, thrd_func,NULL);if (ret != 0){fprintf(stderr,"pthread_create error :%s\n",strerror(ret));printf("pthread_create error:\n");exit(1);}sleep(1);printf("In main2 id = %lu , pid = %u \n", pthread_self(), getpid());return 0;
}

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