線程概念
什麼是線程
線程是進程中的一條執行流，執行程序中的某部分代碼。linux下沒有具體實現的線程，只有庫函數用pcb來實現的線程，所以可以認爲，每個pcb就是一個線程，所以進程中都至少有一個線程，這些PCB共用進程中的同一個頁表和虛擬地址空間，比傳統的進程更加輕量化，所以這些線程在linux下也被稱爲輕量級進程。
PCB也就是進程控制塊，在Linux下PCB可以實現對程序的調度運行，所以可以將其作爲一個執行流，來實現線程
爲什麼要使用線程呢？
- 創建一個新線程的代價要比創建一個新進程小得多
- 與進程之間的切換相比，線程之間的切換需要操作系統做的工作要少很多
- 線程佔用的資源要比進程少很多
線程與進程
線程與進程
進程：是一個程序的動態執行，是系統資源分配的基本單位
線程：線程是進序中的一條執行流，是CPU調度的基本單位
我之前博客提到的進程其實都是單線程的進程，在linux其實每個pcb就可以理解爲一個執行流，也就是一個線程
從這兩幅圖可以看出來，linux下的進程其實是一個線程組，一個進程中可以包含多個線程，每一個線程都是進程中的一條執行流（PCB），這些線程在進程的內部運行，本質也就是在進程的虛擬地址空間中運行
線程之間共用進程中的同一個虛擬地址空間，通過同一個頁表來完成映射
線程間的獨有與共享
既然線程都處於同一個進程中，共用同一個虛擬地址空間和頁表，那麼它們之間還有哪些數據共享，哪些數據獨有呢？
獨有：
- 標識符(唯一的標識符來區分線程)
- 棧(獨有的函數棧，防止調用棧紊亂)
- 寄存器(也就是PCB中的上下文數據，程序計數器，內存指針等)
- 信號屏蔽字(因爲信號會打斷進程當前操作，讓他優先處理信號，但是一個信號只需要一個執行流去執行即可，如果不想該線程被打斷，則對該信號屏蔽，讓其他線程去執行)
- errno(系統調用完畢後重置的一個全局變量，防止被其他線程覆蓋)
- 優先級(各有各的調度優先級)
共享
- 虛擬地址空間(代碼段/數據段， 線程之間數據和代碼都共享)
- 文件描述符表(io信息)
- 信號處理方式(信號是針對整個進程的，所以處理方式應該都一樣)
多線程與多進程
如果需要進行多任務處理，有兩種方法，一種是多線程，一種是多進程
多進程
多線程
多線程的優點：
- 線程的創建和銷燬成本低（從上面的圖可以看出來，創建多個線程只需要創建多個PCB）
- 線程間調度成本低（使用同一個頁表，調度切換時不用切換頁表）
- 線程間通信更加靈活（共用同一個虛擬地址空間，數據段共享，只需要獲取地址即可訪問數據）
多進程的優點：
- 更具有健壯性，更加穩定（因爲異常，系統調用，信號等都是對整個進程生效，一旦出現進程出問題會影響所有線程）
共同優點
- IO密集型程序:多任務並行處理（單磁盤可以並行壓縮IO等待事件/多磁盤可以實現同時處理）
- CPU密集型程序:程序中進行大量的數據運算處理，CPU資源足夠，則可以同時處理，提高效率（線程數爲CPU核心數+1，多出來的一個是當某一線程阻塞時頂替用的。如果創建進程過多，會增加切換調度的成本）