线程概念经典解析

 

一、线程分类

（一）用户级线程(User Level Thread)

1、特点

（1）由应用程序完成所有线程的管理；

①通过线程库(用户空间)管理

②一组管理线程的过程

（2）核心不知道线程的存在；

（3）线程切换不需要核心态特权；

（4）调度是应用特定的。

2、线程库

（1）创建、撤消线程；

（2）在线程之间传递消息和数据；

（3）调度线程执行；

（4）保护和恢复线程上下文。

3、对应用户级线程的核心活动

（1）核心不知道线程的活动，但仍然管理对应进程的活动；

（2）当线程调用系统调用时，整个进程阻塞；

（3）但对线程库来说，线程仍然是运行状态，即线程状态是与进程状态独立的。

4、用户级线程的优点和缺点

（1）优点：

①线程切换不调用核心。

②调度是应用程序特定的：可以选择最好的算法。

③ULT可运行在任何操作系统上（只需要线程库）。

（2）缺点：

①大多数系统调用是阻塞的，因此核心阻塞进程，故进程中所有线程将被阻塞。

②核心只将处理器分配给进程，同一进程中的两个线程不能同时运行于两个处理器上。

（二）核心级线程(Kernel Level Thread)

1、特点

（1）所有线程管理由核心完成；

（2）没有线程库，但对核心线程工具提供API；

（3）核心维护进程和线程的上下文；

（4）线程之间的切换需要核心支持；

（5）以线程为基础进行调度；

（6）例子：Windows NT，OS/2。

2、核心级线程的优点和缺点

（1）优点：

①对多处理器，核心可以同时调度同一进程的多个线程。

②阻塞是在线程一级完成。

③核心例程是多线程的。

（2）缺点：

在同一进程内的线程切换调用内核，导致速度下降。

（三）用户级与核心级的结合方法

特点：

1、线程创建在用户空间完成；

2、大量线程调度和同步在用户空间完成；

3、程序员可以调整KLT的数量；

4、可以取用户级和核心级中最好的。

（四）轻型进程（LWP）

1、每个用户级线程利用LWP与内核通信；

2、每个LWP支持一个或多个用户级线程，并映射到一个核心级线程；

3、每个LWP对应用程序可见，内核看到的是多个LWP而看不到用户级线程。

（五）四类线程间的关系

二、线程的状态与转换

用户级线程

                                               
轻型进程状态