一、 为什么使用线程
效率低下，多线程有效利用系统资源
问题:进程之间如何通信,共享数据另外,维护进程的系统开销较大:创建进程时,分配资源、建立PCB;撤消进程时,回收资源、撤消PCB;进程切换时,保存当前进程的状态信息。
需要提出一种新的实体,满足以下特性:
(1)实体之间可以并发地执行;
(2)实体之间共享相同的地址空间;
从两个方面来理解进程
1. 资源角度来看，进程把一组相关的资源组合起来，构成了一个资源平台，摆阔地址空间(代码段，数据段)、打开的文件等各种资源
2. 运行的角度看，代码是在这个自由平台上的一条执行流程
（所以，进程可以看为 资源管理，线程管理）
线程可以同时共享进程的代码 数据资源
线程优点
1. 一个进程可以同时存在多个线程
2. 各个线程之间可以并发的执行
3. 各个线程之间可以共享地址空间和文件信息
线程的缺点
一个线程崩溃，会导致所属进程的所有线程崩溃 （不安全，安全可靠性没有保证）
线程所需资源
单个线程：进程空间里面只有一个控制流
多个线程：进程空间有多个控制流 每个控制流还不一样，而且有多个堆栈和寄存器 但是能够共享代码段 数据段 打开的文件
线程和进程的比较
1. 进程的是资源分配单位，进程是CPU调度单位
2. 进程拥有一个完整的资源平台，而线程只独享必不可少的资源，比如寄存器和堆栈
3. 线程同样具有就绪、阻塞和执行三种基本状态，同样具有状态之间的转换关系
4. 线程能减少并发执行的事件和空间开销
线程的创建时间比线程短 （可以直接只用进程的相关资源）
线程的终止时间被线程短
同一进程内的线程切换比进程切换快 （所有线程在一个页表 切换的时候不需要切换页表）
由于进程的各个线程之间可以共享内存和文件资源，可以不用过内核通信 （数据交换效率高）
线程的实现（三种）
用户线程：在用户空间实现
POSIX Pthreads,Mach C-threads,Solars threads
内核线程：在内核中实现
Windows、Solaris、Linux
轻量级进程：在内核中实现，支持用户线程
Solaris (LightWeight Process)
用户线程：操作系统不可见的 （由用户线程库管理）
内核线程：由操作系统关系的 操作系统可见的 （操作系统本身管理）
用户线程和内核线程的对应关系
多对一：N个用户线程对应一个内核线程
一对一：一个用户线程对应一个内核线程
多对多：多个用户线程对应多个内核线程
用户线程实现
由TCB(Thread Control Block)控制管理 操作系统不可见 由线程库管理
在用户空间实现的线程机制,它不依赖于操作系统的内核,由一组用户级的线程库函数来完成线程的管理,包括进程的创建、终止、同步和调度等。
·由于用户线程的维护由相应进程来完成(通过线程库函数),不需要操作系统内核了解用户线程的存在,可用于不支持线程技术的多进程操作系统;
·每个进程都需要它自己私有的线程控制块(TCB)列表,用来跟踪记录它的各个线程的状态信息(PC、栈指针、寄存器),TC由线程库函数来维护
·用户线程的切换也是由线程库函数来完成,无需用户态/核心态切换,所以速度特别快
·允许每个进程拥有自定义的线程调度算法。
用户线程缺点
进程执行了一个阻塞的系统调用，那么整个进程都在等待
当一个线程开始运行之后，除非是主动交出CPU使用权，否则他所在的进程中的其他线程将无法运行
由于时间片分配给进程，故与其他进程比，多线程在执行时，每个线程得到的时间片较少，执行较慢
内核线程
TCB在在内核里面
内核线程是指操作系统的内核当中实现的一种线程机制，由操作系统内核来完成线程的创建、终止和管理
在支持内核线程的操作系统中，由内核来维护进程和线程的上下文信息(PCB和TCB)
线程的创建、终止和切换都是通过系统调用/内核函数的方式来进行的，由内核完成，所以系统开销比较大 （每次都有从内核态到用户态的变化 开销大）
在一个进程中，如果某个内核进程发起系统调用而被阻塞，并不会影响其他内核线程的运行
时间片分配给线程，多线程的进程获得更多CPU时间
Windows NT 和 Windows 2000/XP 支持内核线程
轻量级进程 (LightWeiht Process)
它是内核支持的用户线程。一个进程可有一个或多个轻量级进程,每个量级进程由一个单独的内核线程来支持。(Solaris/Linux)
