操做系统 - 线程

以前已经讨论过进程了，如今讨论线程。我在想如何用现实中的具体事物来比较进程和线程的关系。

举个我认为较恰当的例子。把进程比做一个工厂中的车间，车间中有若干个生产线，可是每条生产线都须要不一样的零件，原料和员工。零件，原料和员工，是全部生产线均可以共同使用的资源。这里就把生产线当作线程吧。这样，每条生产线就只用管本身的生产过程。

就如讨论进程同样，这里仍是列举一下线程所包含的实体。

Program counter

Register

Statck

State

不难发现，线程关心的只是下一刻CPU执行所需的必要实体，只须要知道PC等寄存器的信息，当前栈指针，不用关心我有没有子进程啊，个人地址空间在哪里，我打开了什么文件等等的信息。由于这些信息CPU已经知道了。

为何要使用线程

在《现代操做系统》中已经说明了使用线程的种种优点，很容易就能看明白。其实根据上文，也能猜到答案。这里就不用说明了。

线程实现的方式

线程能够在内核中实现，也能够在用户空间实现。我本身的理解是这样的：在内核中实现就是操做系统提供线程支持；在用户空间中实现就是用户本身实现。原本觉得JVM的线程就是在用户空间上实现的，可是搜了一下，貌似Linux平台下是调用Pthred库实现的。这里仍是深刻学习一下这两种线程的实现方式，为之后的工做和学习打下基础，说不定何时就用上了。看了几遍《现代操做系统》中的相关章节，但是本身仍是云里雾里的，不是很清楚，这一次就好好的搞明白（不必定搞的明白，目前尚未接触过用户空间实现的线程，也许是我孤陋寡闻）。

用户空间实现线程

在这种状况下，内核不知道线程的存在。当一个进程中的线程执行完毕，不须要进行系统调用（Trap），不须要进行上下文交换，因此线程的切换很是快。

可是在发生I/O中断的时候，必需要内核去处理了。那么问题来了，内核会锁住当前线程所在的进程，由于内核不知道线程的存在，只知道进程。解决这个办法有点麻烦。《现代操做系统》中提出了一个解法，在某些UNIX版本中有一个select系统调用，它能够判断I/O操做是否会阻塞。若是阻塞就不执行I/O操做。这样run-time system（用的英文版教材，不少术语不会翻译或者乱翻译，囧）就知道是执行I/O，仍是执行该进程的其它进程。

内核实现线程

内核实现线程和进程区别不大。可是在线程被销毁时，内核并不会销毁线程的数据结构，只是会标记该线程是不可执行的。这样，当新线程被建立时，覆盖不可执行的线程的数据，效率大大的提升了。

还有一个问题，当一个多线程的进程执行fork时，子进程是否须要复制父进程的全部线程仍是个别线程，如何操做。这个，由于不多接触Linux下的C编程，因此暂时放在这里吧。

进程和线程的区别

面试的时候，这个问题多是问的最多的，能够考察概括能力和是否理解进程和线程。这里给出本身的理解。

首先，进程是操做系统资源分配和调度的基本单元，它包含了程序可以执行的必要资源。而线程也叫作轻权进程，只拥有CPU执行所需的必要资源。没有进程，线程没法单独执行。

其次，进程的执行通常是线程的，一条道走到黑。线程只是进程执行的不一样路径，并发的执行。

就写这么多吧。

欢迎你们一块儿交流和学习啊。

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