有关Linux下线程的调度

由于Linux对线程实现的一些特殊性，所以会给我们理解线程及其相关的一些函数带来疑惑，这里做个解答：

1、关于sleep

很多书籍上都说sleep这个系统调用会使整个进程sleep，而不单是sleep一个线程。这样说没错，但我们要是在Linux下写一个多线程 的程序，在一个线程中调用sleep，你会发现其他线程照样运行，这是怎么回事呢？这就是由于Linux下的线程，其实线程的注册、销毁等工作是在 pthread库里面，而在内核中，线程其实就是一个进程。Linux对线程的实现是通过__clone调用实现的，这个调用会new多个进程出来，只不 过的是， Linux会设置这些进程的共享内存空间、文件描述符等属性为相同，这样就实现了线程的定义（共享一个进程的内存空间、线程切换不需要切换上下文环 境......）。所以，很多书籍上会说Linux的线程在核内是轻量级的进程，就是这个道理。因为和普通进程相比，Linux的线程在核内就是一些被设 置了很多属性的进程，从而实现了线程。

所以，在Linux下，一个线程调用了sleep，反映到核内就是sleep了一个轻量级进程，自然其他的线程（核内的轻量级进程）不受影响，照 样可以run了。简言之，之所以sleep一个线程，其他线程仍然可以执行，这是因为在Linux下，线程和进程不是n对1的，而是1对1的。

2、有关线程的调度

有了1的描述，我们就清楚的知道了，其实Linux对线程的调度，策略和进程是基本一致的。所以，很多人问，为什么一个线程中如果有一个循环的 话，其他线程都得不到执行，这就是因为Linux对线程的调度，策略和进程是一样的，即，如果一个线程处于一个高密度的工作状态的话，或者该线程的cpu slice没用完的话，这个线程是不会被调度的。有关这个问题，还可以参看本论坛中“有关线程切换的一个问题”一帖。

其实说白了，明白了第一点的话，很多Linux线程的问题就迎刃而解了。

有关Linux下线程的实现方式，再附上一段“POSIX线程编程指南”（来自IBM Developworks）中的描述，这段描述很专业，很到位：

我们知道，Linux的线程实现是在核外进行的，核内提供的是创建进程的接口do_fork()。内核提供了两个系统调用__clone()和 fork ()，最终都用不同的参数调用do_fork()核内API。当然，要想实现线程，没有核心对多进程（其实是轻量级进程）共享数据段的支持是不行的，因 此，do_fork()提供了很多参数，包括CLONE_VM（共享内存空间）、CLONE_FS（共享文件系统信息）、CLONE_FILES（共享文 件描述符表）、CLONE_SIGHAND（共享信号句柄表）和CLONE_PID（共享进程ID，仅对核内进程，即0号进程有效）。当使用fork系统 调用时，内核调用do_fork()不使用任何共享属性，进程拥有独立的运行环境，而使用pthread_create()来创建线程时,则最终设置了所 有这些属性来调用__clone()，而这些参数又全部传给核内的do_fork()，从而创建的"进程"拥有共享的运行环境，只有栈是独立的，由 __clone()传入。

Linux线程在核内是以轻量级进程的形式存在的，拥有独立的进程表项，而所有的创建、同步、删除等操作都在核外 pthread库中进行。pthread库使用一个管理线程（__pthread_manager()，每个进程独立且唯一）来管理线程的创建和终止，为 线程分配线程ID，发送线程相关的信号（比如Cancel），而主线程（pthread_create()）的调用者则通过管道将请求信息传给管理线程。