理解線程，必須先理解進程！！
什麼是進程（PCB）
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線程解決的問題
- 解決“一心多用”問題 - 能夠幾遍只有一個CPU，也可以同時做多件事情，並且不受影響
- 充分利用多核CPU資源 - 讓多個CPU併發的執行任務中的一部分，從而縮短整體的運行時間
什麼是線程
- 線程是能夠運行和調度的最小單位
- 是進程實際運作的單位
- 是進程中單一順序的執行流（例如，一個進程中的main函數，是由線程執行起來的）
- 一個進程可以併發執行多個線程
進程和線程
- 進程/任務是資源分配和管理的基本單位
- 線程/輕量級進程 (這個叫法只針對於Linux而言，別的OS下不一定是,因爲在Linux上) 是程序調度和執行的基本單位
- 線程共享進程數據，但也擁有自己的一部分信息
線程ID ： 線程的唯一標識符
一組寄存器 ：線程的上下文信息
棧 ：每個線程都維護者自己的一個棧
errno
信號屏蔽字
調度優先級
- 我們平常說的pid（getpid() 得到的），其實是這個進程的唯一標識符，也是這個進程中主線程的唯一標識符
主線程是創建進程時產生的第一個線程，也就是main函數創建的線程。
在Linux上
線程是由一個PCB描述的，進程是由一組PCB描述的。
在操作系統內核中，並不區分進程線程，只管理PCB，進程和線程的概念是在用戶層上的。
我們可以採用進程的方式，模擬實現線程，將操作統一在一起。
//進程和task_struct 形成 1：N 的關係
struct task_struct
{
...
pid_t pid; //線程id，每個PCB的id，唯一
pid_t tgid; //線程組id ，我們使用gitpid() 獲得的其實是t_gid
...
struct task_struct* group_leader; //指向組長的PCB
...
struct list_head thread_group; //在進程的任何一個線程中都可以通過這個鏈表找到其他的線程
...
};
主線程的pid和tgid是相同的，所以進程的pid就是組長pcb的id
一進程的多個線程共享
- 同一虛擬地址空間（重要！） ： 數據段和代碼段都是共享的，如果定義了一個函數，那麼這個進程中的所有線程都可以調用，如果定義了一個全局變量，這個全局變量在各個線程中都可以訪問到，如果在堆上申請了一段空間，所有的線程也都可以對這個數據進行操作
- 文件描述符表（重要！）：一個線程修改了一個文件，其他的線程訪問到的文件也都改變
- 共用信號處理機制中的未決信號機
- 信號處理方式
- 當前工作目錄
- 用戶id和組id
- 未決信號集 ：只要進程收到了信號，也就意味着所有線程收到了信號
共享同一個虛擬地址空間，本質上其實是共用同一個頁表
線程之間獨自擁有
- 棧（重要！） ：每個線程各自有一個調用棧，線程也可以訪問其他線程棧上的信息
- 上下文信息(一組寄存器)（重要！） ：爲了執行調度的正確性，產生上下文信息
- 線程id
- errno ：函數出錯就會在errno中設置錯誤碼，我們調用perror時會自動解析錯誤碼
- 信號屏蔽字
- 優先級調度
線程的優點（與進程對比）
- 創建一個新的線程的佔用資源小於進程
創建一個進程，我們需要給他分配虛擬地址空間，這個空間佔用了一部分資源，比如我們的堆默認爲8M，耗費的時間當然比較大
創建一個線程，線程的很對區域都是和其他線程共享的，所以節約了很多的資源，增快了效率，銷燬也比較快
- 線程之間的切換代價很小
兩進程之間的切換，因爲佔用的空間和資源比較多，所以切換效率比較低
兩線程的切換，只用切換一小部分數據，效率較高
- 線程之間共享數據比較容易
線程可以看到所有自己線程組中線程的信息
進程之間需要管道、消息隊列...
- 能夠成分利用多處理器的可並行數量
比如我們現在是4核CPU，現在需要不停歇的進行CPU的運算操作，當前用四個線程運算操作，CPU佔用率可達到400%（Linux下），可見充分利用了硬件資源
線程的缺點
- 缺乏訪問控制，這導致線程使用起來安全性比較低
線程之間不獨立，很有可能訪問到其他線程的數據，使程序發生未定義行爲
一個線程異常終止，很可能導致所有線程異常終止
- 編程難度大大增加
編寫和調試一個多線程程序的難度比單線程的難度困難的多
多線程公用同一個公共資源，這個資源就成爲了臨界資源，訪問臨界資源的代碼就是臨界區，多進程訪問臨界資源很可能出現數據錯亂的情況。
- 線程穩定性
如我們是4核CPU，現在有8個線程，期中4個線程在執行任務的時候，其他4個線程就在等待，也會和正在執行任務的線程競爭，消耗資源，而且很容易導致整個進程都掛掉
