线程基础

一、线程的引入概念：

进程有很多优点，它提供了多道编程，让我们感觉我们每个人都拥有自己的CPU和其他资源，可以提高计算机的利用率。很多人就不理解了，既然进程这么优秀，为什么还要线程呢？其实，仔细观察就会发现进程还是有很多缺陷的，主要体现在两点上：

• 进程只能在一个时间干一件事，如果想同时干两件事或多件事，进程就无能为力了。
• 进程在执行的过程中如果阻塞，例如等待输入，整个进程就会挂起，即使进程中有些工作不依赖于输入的数据，也将无法执行。

举个例子：把进程比喻成一场足球比赛，然后比赛过程中，球员要思考，要跑动，擦汗等等活动，如果提供进程这个机制，这些事情是不能同时执行的，同一时间只能做一件事，如果暂停比赛，就阻塞住了，球员们就不能喝水还有做其他事。

由此可知，我们就出现了线程的机制解决这一问题 提高效果

注意：进程是资源分配的最小单位，线程是CPU调度的最小单位。每一个进程中至少有一个线程。

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二、线程和进程的区别 :

线程与进程的区别可以归纳为以下4点：

1. 地址空间和其它资源（如打开文件）：进程间相互独立，同一进程的各线程间共享。某进程内的线程在其它进程不可见。

2. 通信：进程间通信IPC，线程间可以直接读写进程数据段（如全局变量）来进行通信——需要进程同步和互斥手段的辅助，以保证数据的一致性。

3. 调度和切换：线程上下文切换比进程上下文切换要快得多。

4. 在多线程操作系统中，进程不是一个可执行的实体。

   通过漫画了解线程和进程

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三、线程的特点：

在多线程的操作系统中，通常是在一个进程中包括多个线程，每个线程都是作为利用CPU的基本单位，是花费最小开销的实体。线程具有以下属性。

1. 轻型实体

   • 线程中的实体基本上不拥有系统资源，只是有一点必不可少的、能保证独立运行的资源。

   • 线程的实体包括程序、数据和TCB。线程是动态概念，它的动态特性由线程控制块TCB（Thread Control Block）描述，TCB用于指示被执行指令序列的程序计数器、保留局部变量、少数状态参数和返回地址等的一组寄存器和堆栈。

     TCB包括以下信息

     ：

     1. 线程状态。
     2. 当线程不运行时，被保存的现场资源。
     3. 一组执行堆栈。
     4. 存放每个线程的局部变量主存区。
     5. 访问同一个进程中的主存和其它资源。

2. 独立调度和分派的基本单位

在多线程OS中，线程是能独立运行的基本单位，因而也是独立调度和分派的基本单位。由于线程很“轻”，故线程的切换非常迅速且开销小（在同一进程中的）。

3. 共享进程资源

线程在同一进程中的各个线程，都可以共享该进程所拥有的资源，这首先表现在：所有线程都具有相同的进程id，这意味着，线程可以访问该进程的每一个内存资源；此外，还可以访问进程所拥有的已打开文件、定时器、信号量机构等。由于同一个进程内的线程共享内存和文件，所以线程之间互相通信不必调用内核。

4. 可并发执行

在一个进程中的多个线程之间，可以并发执行，甚至允许在一个进程中所有线程都能并发执行；同样，不同进程中的线程也能并发执行，充分利用和发挥了处理机与外围设备并行工作的能力。