操作系统学习笔记（4） 线程（Threads）

1. Overview

线程的概念

线程是CPU使用的最小单元，包括一个线程ID，pc，寄存器组和堆栈。如果可以，它和其他同属于一个进程的线程共享代码段、数据段和其他操作系统资源。

使用线程的原因

把“将工作分成小份的工作”交给操作系统，从而提高响应能力

User Threads

kernel中没有多线程，而user-threads通过library实现

三个primary线程库：

• POSIX Pthreads
• Win32 threads
• Java threads

Kernel Threads

内核层次提供多线程的支持（主流的操作系统都已经提供）。

• 与user thread的关系：

kernel thread是进行分层封装的线程库，user thread对应着kernel thread，但只有kernel thread对内核可见

2. Multithreading Models

对应的双方指的是user thread和kernel thread

• 多对一
  
  事实上这个thread其实就是操作系统的进程，只是遗产系统在用
• 一对一
  
  这是真实意义上的kernel thread，大部分的现代操作系统实现的都是one-to-one的多线程支持
• 多对多
  
  不常见
• 2个类型的模型
  
  有些用many-to-one，有些用one-to-one

3. Threading Issues

fork()和exec()的语义

类似于一种COW机制

Thread Cansellation

意味在thread没有结束前把它终止，有两种方式：

• asynchronous cancellation：立刻终止
• deferred cancellation：设置一个flag变量，周期性地check这个flag，当它置零时再终止

Signel Handling

在unix系统中用于提醒进程发生了某些事情

Thread Pool

• 在进程池中创建一些待执行的线程

优点：

• 使用已有的thread通常比创建新thread稍微快
• 可以使应用中线程的数量被约束在线程池数量内