2.5线程概念和多线程模型

逃离我推掉我的手 2023-07-19 06:00 43阅读 0赞

# 一，什么是线程，为什么要引入线程？ #

我们知道进程的出现是为了多个程序可以并发执行，比如你可以同时进行QQ聊天，听音乐。

当我们知道QQ这个软件的功能是很强大的，它有很多的功能，比如：发送文件，聊天等

有时候我们希望QQ这个进程中发送文件和聊天可以同时进行。显然之前的技术是不支持的

所以提出线程的概念，它相当于把**进程划分为几个小进程，我们给小进程取个名字叫线程**。、

**引入线程的目的：提高并发度**

注意：现在CPU调度的基本单位就变为了线程

# 二，引入线程后，有什么变化？ #

### **1，资源分配，调度：** ###

传统进程机制中，进程是资源的分配，调度的基本单位。引入线程后，**进程是资源分配的基本单位，线程是调度的基本单位**

### **2，并发性：** ###

传统机制只能进程间的并发，引入线程后，各个线程中也能并发，**提高了并发度**

### 3，系统开销： ###

传统的进程并发，需要切换进程的运行环境，系统开销大。线程间并发，如果是同一进程内的切换，则不需要切换进程环境，**系统开销变小**

# 三，线程有哪些重要属性？ #

1，**线程是处理机（CPU）调度的单位**，多CPU计算机中，各个线程可以占用不同的CPU

2，每个线程都有一个线程ID，线程控制块（TCB），线程也有就绪，堵塞，运行三种基本转态

3，线程几乎不拥有系统资源，**同一进程的不同线程中共享进程的资源**

4，由于共享内存地址空间，**同一进程内的线程通信甚至不需要系统的干预**

5，同一进程内线程切换，不会引起进程切换，不同进程内的线程切换，会引起进程切换

6，切换同进程内的线程，系统开销小。

# 四，线程的实现方式有哪些？ #

### 1，用户级线程： ###

用户级线程由应用程序通过线程库实现，也就是说所有线程的管理工作都由应用程序负责

所以，**它的线程切换在用户态下就可以完成，不需要操作系统的干预。**

所以，在用户看来它有多个线程，但是操作系统不管理这些线程，所以它看来只有一个进程

### 2，内核级线程： ###

在CPU中创建于用户级线程对应的，就是把用户级**线程的管理工作**交给内核级线程管理，也就是**交给操作系统管理**，所以内核级线程的切换必须在**核心态下完成**。

# 五，多线程模型： #

**1，多对一模型：**n个用户级线程对于1个内核级线程

**优点：**用户线程切换在用户空间完成，不需要切换到 和心态，线程管理系统开销小，效率高

**缺点：**当一个用户级线程堵塞，会导致整个进程堵塞，并发度低，多个线程不可以在处理机上并行运行

**2，一对一模型：**1个用户级线程对于1个内核级线程

**优点：**一个线程堵塞后其它线程继续执行，并发度高

**缺点：**一个用户进程会占用多个内核级线程，线程切换需要切换到核心态完成系统开销大

**3，多对多模型：**m个用户级线程对于n个内核级线程

是上面两种模型的综合体

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