线程基础

8、进程的阻塞

找到被阻塞进程的标识符对应的PCB 如果该进程为运行状态，则保护其现场，将其状态转为阻塞状态，停止运行；

将该 PCB 插入到等待队列中，将处理机资源调度给其他就绪进程

9、进程的唤醒

在该事件的阻塞队列中找到相应进程的 PCB；

将其从阻塞队列中移出，并置其状态为就绪状态；

把该 PCB 插入到就绪队列中，等待调度程序调度；

线程基础

1、什么是线程？

线程是“轻量级线程”，是进程中的一个实体，是程序执行的最小单元，也是被系统独立调度和分配的基本单位。

线程是进程当中的一条执行流程，同一个进程内多个线程之间可以共享代码段、数据段、打开的文件等资源，但每个线程各自都有一套独立的寄存器和栈，这样可以确保线程的控制流是相对独立的。

2、线程的特点

线程是一个“轻量级线程”，一个进程中可以有多个线程，线程不拥有系统资源，但是也有PCB，创建线程使用的底层函数和进程一样，都是clone

各个线程之间可以并发执行同一个进程中的各个线程共享该进程所拥有的资源。

进程可以蜕变成线程;

实际上，无论是创建进程的fork，还是创建线程的pthread_create，底层实现都是调用同一个内核函数 clone。

1. 如果复制对方的地址空间，那么就产出一个“进程”;
2. 如果共享对方的地址空间，就产生一个“线程”。

Linux内核是不区分进程和线程的, 只在用户层面上进行区分。所以，线程所有操作函数 pthread_*是库函数，而非系统调用。

3、进程和线程的比较

进程是资源（包括内存、打开的文件等）分配的单位，线程是 CPU 调度的单位；

资源：进程是系统中拥有资源的基本单位，而线程不拥有系统资源（仅有一点必不可少的能保证运行的资源，比如寄存器和栈），但线程可以访问隶属进程的系统资源。

调度：线程切换的代价远低于进程，在同一个进程中，线程的切换不会引起进程切换，而从一个进程中的线程切换到另一个进程中的线程中，会引起进程切换。

并发：进程可以并发执行，而一个进程中的多个线程之间也能并发执行，甚至不同进程中的线程也能并发执行，从而使得操作系统拥有更好的并发性，提高了系统资源的利用率和系统的吞吐量。

独立性：每个进程都拥有独立的地址空间和资源、除了共享全局变量，不允许其他进程访问。某进程中的线程对其他进程都不可见，同一进程中的不同线程是为了提高并发性以及进行相互之间的合作而创建的，它们共享

管理信息，而线程在创建的过程中，不会涉及这些资源管理信息，而是共享它们；

线程的终止时间比进程快，因为线程释放的资源相比进程少很多；

同一个进程内的线程切换比进程切换快，因为线程具有相同的地址空间（虚拟内存共享），这意味着同一个进程的线程都具有同一个页表，那么在切换的时候不需要切换页表。而对于进程之间的切换，切换

的时候要把页表给切换掉，而页表的切换过程开销是比较大的；

由于同一进程的各线程间共享内存和文件资源，那么在线程之间数据传递的时候，就不需要经过内核了，这就使得线程之间的数据交互效率更高了；

所以，不管是时间效率，还是空间效率线程比进程都要高。

4、线程的状态：

执行状态：线程获得处理机正在执行就绪状态：线程已经具备执行条件，只需要获得CPU就可以执行

阻塞状态：线程在执行中因事件受阻而处于暂停状态

5、线程的实现

（1）用户线程（ULT）

用户线程是在用户空间实现的线程，不是由内核管理的线程，整个线程管理和调度，操作系统是不直接参与的，而是由用户级线程库函数来完成线程的管理，包括线程的创建、终止、同步和调度等。

优点：

1. 线程切换不需要切换到内核空间中，节省了模式切换的开销。
2. 调度算法可以是进程专用的，不同的进程可根据自身的需要，对自己的线程选择不同的调度算法。
3. 用户级线程的实现与操作系统平台无关，对线程管理的代码是属于用户程序的一部分。

缺点：

1. 由于不由操作系统调度，一旦用户线程发起系统调用而阻塞，那么此进程下用户线程都无法运行;
2. 一旦某个用户线程正在运行，只有当其交出CPU执行权，其他用户线程才可以运行，无法被打断，因为只有操

作系统才有权限打断运行，但是操作系统不直接参与调度;

1. 由于时间片分配给进程，故与其他进程比，在多线程执行时，每个线程得到的时间片较少，执行会比较慢；

（2）内核线程（KLT）

由操作系统管理、调度，其对应的TCB是存放在内核中，这样线程的创建、终止和管理都是由操作系统负责。

优点：

1. 当一个内核线程发起系统调用阻塞时不会影响其它内核线程的执行;
2. 分配给线程，多线程的进程获得更多的 CPU 运行时间；

缺点：

1. 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，如 PCB 和 TCB；
2. 线程的创建、终止和切换都是通过系统调用的方式来进行，因此对于系统来说，系统开销比较大；

（3）轻量级线程 (LWP)：