Linux线程概念
什么是线程
在讲线程之前我们来看一幅图，这个我们应该都不陌生，这个就是我们的进程PCB通过页表+MMU完成虚拟地址到物理地址的映射。
接着我们看一下线程，我们之前提到线程是在进程的程序地址空间中运行的，从下图中我们就可以看出来此时并不像上图那样一个PCB指向一个程序地址空间，而是多个PCB指向一个地址空间，这样也就意味着这些PCB共享一个进程地址空间，但是在CPU眼中依然看到的是一个个的PCB，所以cpu在下图中认为有3个进程，对他们进行调度，由于这三个PCB共享一个进程地址空间，相对于传统的进程来说就变得非常轻量化，有时候也说粒度小。
那我们现在来总结一下线程的相关概念
- 在一个程序里的一个执行路线就叫做线程（thread）。更准确的定义是：线程是“一个进程内部的控制序列”
- 一切进程至少都有一个执行线程
- 线程在进程内部运行，本质是在进程地址空间内运行
- 在Linux系统中，在CPU眼中，看到的PCB都要比传统的进程更加轻量化
- 透过进程虚拟地址空间，可以看到进程的大部分资源，将进程资源合理分配给每个执行流，就形成了线程执行流
- 进程是承担分配资源的基本实体，线程是调度的基本单位
- 我们知道管理进程的进程控制块叫PCB，按理来说线程也是一个执行流，操作系统也需要管理线程，是不是有一个叫TCB的东西来管理线程呢，其实不是的，Linux中没有真正意义上的线程控制块TCB，而是用进程控制块PCB来模拟了线程TCB。
线程的优点
- 创建一个新线程的代价要比创建一个新进程小得多(创建进程很重，创建线程很轻)
- 与进程之间的切换相比，线程之间的切换需要操作系统做的工作要少很多(线程的上下文信息很少，而且地址空间，页表等均不需切换)
- 线程占用的资源要比进程少很多
- 能充分利用多处理器的可并行数量
- 在等待慢速I/O操作结束的同时，程序可执行其他的计算任务
- 计算密集型应用，为了能在多处理器系统上运行，将计算分解到多个线程中实现
- I/O密集型应用，为了提高性能，将I/O操作重叠。线程可以同时等待不同的I/O操作。
线程的缺点
性能损失
- 一个很少被外部事件阻塞的计算密集型线程往往无法与共它线程共享同一个处理器。如果计算密集型线程的数量比可用的处理器多，那么可能会有较大的性能损失，这里的性能损失指的是增加了额外的同步和调度开销，而可用的资源不变。
健壮性降低
- 编写多线程需要更全面更深入的考虑，在一个多线程程序里，因时间分配上的细微偏差或者因共享了不该共享的变量而造成不良影响的可能性是很大的，换句话说线程之间是缺乏保护的。
缺乏访问控制
- 进程是访问控制的基本粒度，在一个线程中调用某些OS函数会对整个进程造成影响。
编程难度提高
- 编写与调试一个多线程程序比单线程程序困难得多
Linux进程VS线程
进程和线程
- 进程是资源分配的基本单位
- 线程是调度的基本单位
- 线程共享进程数据，但也拥有自己的一部分数据:
1.线程ID
2.一组寄存器(每个线程都有着自己独立的硬件上下文)
3.栈
4.error
5.信号屏蔽字
6.调度优先级
进程的多个线程共享
同一地址空间,因此Text Segment、Data Segment都是共享的,如果定义一个函数,在各线程中
都可以调用,如果定义一个全局变量,在各线程中都可以访问到,除此之外,各线程还共享以下进程资源和环境:
- 文件描述符表
- 每种信号的处理方式(SIG_ IGN、SIG_ DFL或者自定义的信号处理函数)
- 当前工作目录
- 用户id和组id
进程和线程的关系
