操作系统---线程

Posted 2020-10-13 sun1993

1.线程引入的原因？

　　1.1 对于现实世界存在的一个问题：MP3播放--大的任务可以划分为3个子任务---先读数据(属于IO绑定)，解压数据(属于CPU绑定)，最后播放；想提高

程序的并发性，可以通过使用多进程实现，每个进程负责一个任务，但是这样开销大，而且还要考虑资源共享，和进程之间的协作，所以操作系统提出了

线程概念---就是表示进程中的一条执行流(可并发执行的小任务)。进程中可以拥有多个线程，线程共享进程资源，线程有自己私有的栈，保存执行情况。

　　1.2 线程的提出是为了提高进程的并发性。将进程的两个属性分开，进程依旧是资源分配的单位，线程是调度的单位(在支持线程的OS中)。

　　1.3 需要注意的是并非所有的程序都应该设计成多线程程序，要根据程序的逻辑划分，确定哪些子任务是异步，那些子任务是同步的。

2.线程的分类

　　2.1 用户级线程：最初操作系统是不支持线程的，但是为了用户的需求，又不能在短期内修改操作系统内核在内核态实现线程，所以只有先在用户

　　态通过线程库实现线程。eg：Java Thread

　　用户态线程特点：线程的创建、调度、TCB的维护都由用户态控制。OS内核态完全不知道用户态是多线程，同一个进程的线程之间切换速度快。

　　用户态线程缺点：某个线程的阻塞，导致整个进程的所有线程阻塞；不支持基于线程的处理机抢占；CPU调度是按照进程来调度，线程获得时间片短。

注意：Java的JVM是运行在用户态的，Java的线程就是用户态线程。

　　2.2 内核态线程：重写操作系统内核，在内核态支持线程，也就是说，线程的创建，TCB维护、线程切换等所有有关线程的操作都必须在内核态完成。

3.多线程模型

　　3.1 一对一模型：真正的实现了线程是最基本的调度单位，内核态维护线程TCB。在支持线程的OS中，推荐使用这种。

　　3.2 多对一模型：其实属于内核态不支持线程，只在用户态实现了线程，调度的单位其实还是进程，进程获的的时间片在分给进程中的线程。

同一个进程的线程切换速度快，但会出现一个阻塞，全部阻塞的情况。

　　3.3 多对多模型：是两种的综合，可以将多个用户线程对应到多个内核线程。