线程的理解

 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:有独立的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。

线程的理解_第1张图片

线程的理解_第2张图片

线程的理解_第3张图片

Linux内核线程实现原理 

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. 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

线程的理解_第4张图片

查看LWP号:ps –Lf pid  查看指定线程的lwp号。

三级映射:(了解)

进程PCB --> 页目录(可看成数组,首地址位于PCB中) --> 页表 --> 物理页面 --> 内存单元

                                                                参考:《Linux内核源代码情景分析》 ----毛德操

        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。原因是他们虽虚拟址一样,但,页目录、页表、物理页面各不相同。相同的虚拟址,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。

但!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”。

         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。

线程的理解_第5张图片

 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. 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。 Linux下由于实现方法导致进程、线程差别不是很大。

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