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和内核线程相对应的是用户线程,用户线程指不需要内核支持而在用户程序中实现的线程,其不依赖于操作系统核心,用户进程利用线程库提供创建、同步、调度和管理线程的函数来控制用户线程。用户线程多见于一些历史悠久的操作系统,例如Unix操作系统,不需要用户态/核心态切换,速度快,操作系统内核不知道多线程的存在,因此一个线程阻塞将使得整个进程(包括它的所有线程)阻塞。由于这里的处理器时间片分配是以进程为基本单位,所以每个线程执行的时间相对减少为了在操作系统中加入线程支持,采用了在用户空间增加运行库来实现线程,这些运行库被称为“线程包”,用户线程是不能被操作系统所感知的。
引入用户线程,具体而言,有以下四个方面的优势:
(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得多。
(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。
用户线程的缺点主要有以下两点:
(1) 同一进程中只能同时有一个线程在运行,如果有一个线程使用了系统调用而阻塞,那么整个进程都会被挂起。
(2) 页面失效也会产生类似的问题。
内核线程的优缺点刚好跟用户线程相反。实际上,操作系统可以使用混合的方式来实现线程。
二、线程和进程的区别
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线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器、一组寄存器和栈),但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源。
在没有实现线程的操作系统中,进程既是资源分配的基本单位,又是调度的基本单位,它是系统中并发执行的单元。而在实现了线程的操作系统中,进程是资源分配的基本单位,但线程是调度的基本单位,线程是系统中并发执行的单元。
具体而言,引入线程,主要有以下4个方面的优点:
(1) 易于调度。
(2) 提高并发性。通过线程可以方便有效地实现并发。
(3) 开销小。创建线程比创建进程要快,所需要的开销也更少。
(4) 有利于发挥多处理器的功能。通过创建多线程,每个线程都在一个处理器上运行,从而实现应用程序的并行,使每个处理器都得到充分运行。
需要注意的是,尽管线程与进程二者很相似,但也存在着很大的不同,区别如下:
(1) 一个线程必定属于也只能属于一个进程;而一个进程可以拥有多个线程并且至少拥有一个线程。
(2) 属于一个进程的所有线程共享该线程的所有资源,包括打开的文件、创建的Socket等。不同的进程互相独立。
(3) 线程又被称为轻量级进程。进程有进程控制块,线程也有线程控制块。但线程控制块比进程控制块小得多。线程间切换代价小,进程间切换代价大。
(4) 进程是程序的一次执行,线程可以理解为程序中一段程序片段的执行。
(5) 每个进程都有独立的内存空间,而线程共享其所属进程的内存空间。
和内核线程相对应的是用户线程,用户线程指不需要内核支持而在用户程序中实现的线程,其不依赖于操作系统核心,用户进程利用线程库提供创建、同步、调度和管理线程的函数来控制用户线程。用户线程多见于一些历史悠久的操作系统,例如Unix操作系统,不需要用户态/核心态切换,速度快,操作系统内核不知道多线程的存在,因此一个线程阻塞将使得整个进程(包括它的所有线程)阻塞。由于这里的处理器时间片分配是以进程为基本单位,所以每个线程执行的时间相对减少为了在操作系统中加入线程支持,采用了在用户空间增加运行库来实现线程,这些运行库被称为“线程包”,用户线程是不能被操作系统所感知的。
引入用户线程,具体而言,有以下四个方面的优势:
(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得多。
(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。
用户线程的缺点主要有以下两点:
(1) 同一进程中只能同时有一个线程在运行,如果有一个线程使用了系统调用而阻塞,那么整个进程都会被挂起。
(2) 页面失效也会产生类似的问题。
内核线程的优缺点刚好跟用户线程相反。实际上,操作系统可以使用混合的方式来实现线程。
二、线程和进程的区别
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线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器、一组寄存器和栈),但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源。
在没有实现线程的操作系统中,进程既是资源分配的基本单位,又是调度的基本单位,它是系统中并发执行的单元。而在实现了线程的操作系统中,进程是资源分配的基本单位,但线程是调度的基本单位,线程是系统中并发执行的单元。
具体而言,引入线程,主要有以下4个方面的优点:
(1) 易于调度。
(2) 提高并发性。通过线程可以方便有效地实现并发。
(3) 开销小。创建线程比创建进程要快,所需要的开销也更少。
(4) 有利于发挥多处理器的功能。通过创建多线程,每个线程都在一个处理器上运行,从而实现应用程序的并行,使每个处理器都得到充分运行。
需要注意的是,尽管线程与进程二者很相似,但也存在着很大的不同,区别如下:
(1) 一个线程必定属于也只能属于一个进程;而一个进程可以拥有多个线程并且至少拥有一个线程。
(2) 属于一个进程的所有线程共享该线程的所有资源,包括打开的文件、创建的Socket等。不同的进程互相独立。
(3) 线程又被称为轻量级进程。进程有进程控制块,线程也有线程控制块。但线程控制块比进程控制块小得多。线程间切换代价小,进程间切换代价大。
(4) 进程是程序的一次执行,线程可以理解为程序中一段程序片段的执行。
(5) 每个进程都有独立的内存空间,而线程共享其所属进程的内存空间。
线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器、一组寄存器和栈),但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源。
在没有实现线程的操作系统中,进程既是资源分配的基本单位,又是调度的基本单位,它是系统中并发执行的单元。而在实现了线程的操作系统中,进程是资源分配的基本单位,但线程是调度的基本单位,线程是系统中并发执行的单元。
具体而言,引入线程,主要有以下4个方面的优点:
(1) 易于调度。
(2) 提高并发性。通过线程可以方便有效地实现并发。
(3) 开销小。创建线程比创建进程要快,所需要的开销也更少。
(4) 有利于发挥多处理器的功能。通过创建多线程,每个线程都在一个处理器上运行,从而实现应用程序的并行,使每个处理器都得到充分运行。
需要注意的是,尽管线程与进程二者很相似,但也存在着很大的不同,区别如下:
(1) 一个线程必定属于也只能属于一个进程;而一个进程可以拥有多个线程并且至少拥有一个线程。
(2) 属于一个进程的所有线程共享该线程的所有资源,包括打开的文件、创建的Socket等。不同的进程互相独立。
(3) 线程又被称为轻量级进程。进程有进程控制块,线程也有线程控制块。但线程控制块比进程控制块小得多。线程间切换代价小,进程间切换代价大。
(4) 进程是程序的一次执行,线程可以理解为程序中一段程序片段的执行。
(5) 每个进程都有独立的内存空间,而线程共享其所属进程的内存空间。