Chapter-3.2 [线程]

多线程的优点

1. 并行实体共享同一个地址空间和所有可用数据
2. 创建快，容易撤销
3. 对于IO密集型的程序，使用多线程能够加快程序的运行

线程的几种实现方式

1. 用户级线程(User-LevelThread, ULT) : 由应用程序所支持的线程实现, 内核意识不到用户级线程的实现
2. 内核级线程(Kemel-LevelThread, KLT): 内核级线程又称为内核支持的线程
3. 组合级线程，线程创建完全在用户空间中完成，线程的调度和同步也在应用程序中进行. 
  一个应用程序中的多个用户级线程被映射到一些（小于或等于用户级线程的数目）内核级线程上。

用户线程的优点

1 可以在不支持线程的操作系统中实现。
2 创建和销毁线程、线程切换代价等线程管理的代价比内核线程少, 因为保存线程状态的过程和调用程序都只是本地过程
3 允许每个进程定制自己的调度[算法]，线程管理比较灵活。
4 线程能够利用的表空间和堆栈空间比内核级线程多
5 不需要陷阱，不需要上下文切换，也不需要对内存高速缓存进行刷新，使得线程调用非常快捷
6 线程的调度不需要内核直接参与，控制简单。

用户线程的缺点

1 线程发生I/O或页面故障引起的阻塞时，如果调用阻塞系统调用则内核由于不知道有多线程的存在，
  而会阻塞整个进程从而阻塞所有线程, 因此同一进程中只能同时有一个线程在运行
2 页面失效也会产生类似的问题。
3 一个单独的进程内部，没有时钟中断，所以不可能用轮转调度的方式调度线程
4 资源调度按照进程进行，多个处理机下，同一个进程中的线程只能在同一个处理机下分时复用

内核线程的优点:

1 多处理器系统中，内核能够并行执行同一进程内的多个线程
2 如果进程中的一个线程被阻塞，能够切换同一进程内的其他线程继续执行（用户级线程的一个缺点）
3 所有能够阻塞线程的调用都以系统调用的形式实现，代价可观
4 当一个线程阻塞时，内核根据选择可以运行另一个进程的线程，而用户空间实现的线程中，运行时系统始终运行自己进程中的线程
5 信号是发给进程而不是线程的，当一个信号到达时，应该由哪一个线程处理它？线程可以“注册”它们感兴趣的信号

用户级线程和内核级线程的区别

1 内核支持线程是OS内核可感知的，而用户级线程是OS内核不可感知的。
2 用户级线程的创建、撤消和调度不需要OS内核的支持，是在语言（如Java）这一级处理的；
 而内核支持线程创建、撤消和调度都需OS内核提供支持，而且与进程的创建、撤消和调度大体是相同的。
3 用户级线程执行系统调用指令时将导致其所属进程被中断，而内核支持线程执行系统调用指令时，只导致该线程被中断。
4 在只有用户级线程的系统内，CPU调度还是以进程为单位，处于运行状态的进程中的多个线程，
  由用户程序控制线程的轮换运行；在有内核支持线程的系统内，CPU调度则以线程为单位，由OS的线程调度程序负责线程的调度。
5 用户级线程的程序实体是运行在用户态下的程序，而内核支持线程的程序实体则是可以运行在任何状态下的程序。

组合级线程

组合级线程.png

用户级线程

用户级线程.png

内核级线程

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