Linux.14_多线程（重点总结）

Linux.14_多线程

进程VS线程

进程线程关系如下：
线程共享进程数据，也拥有自己的一部分数据：
线程ID、一组寄存器、栈、

一、线程简介

概念

• 线程是一个进程内部的控制序列，通俗的说：在一个程序里的一个执行路线就叫做线程（thread）。
• 一个进程至少有一个执行线程
• 线程在进程内部运行，本质是在进程地址空间内运行。
• 在Linux系统CPU眼中，看到的PCB都要比传统进程更加轻量化。
• 透过进程虚拟地址空间，可以看到进程的大部分资源，将进程资源合理分配给每个执行流，就形成了线程执行流。

1.线程优缺点

优点：

1. 线程启动速度快、量级轻（创建、切换）
2. 线程系统开销小、占用资源小

缺点：

1. 性能损失：线程的数量大于可用处理器时，会产生较大的性能损失，性能损失指的是增加了额外的同步和调度开销，而可用的资源不变。
2. 健壮性降低：线程之间缺乏保护，eg：一个线程的变量容易影响另一个线程。
3. 缺乏访问控制
4. 编程难度提高

2.线程异常

• 单个线程如果出现除零，野指针问题导致线程崩溃，进程也会随着崩溃
• 线程是进程的执行分支，线程出异常，就类似进程出异常，进而触发信号机制，终止进程，进程终止，该进程内的所有线程也就随即退出

3.线程用途

• 合理的使用多线程，能提高CPU密集型程序的执行效率和IO密集型程序的用户体验。
  生活中一边洗澡一边下载游戏，就是多线程运行的一种表现。

二、线程控制

POSIX线程库

• 与线程有关的函数构成了一个完整的系列，绝大多数函数的名字都是以“pthread_”打头的
• 头文件
• 链接操作需要使用：“-lothread” 选项

进程ID和线程ID

• 在Linux中，目前的线程实现是Native POSIX Thread Libaray,简称NPTL。在这种实现下，线程又被称为轻量 级进程(Light Weighted Process),每一个用户态的线程，在内核中都对应一个调度实体，也拥有自己的进程描述符(task_struct结构体)。
• 没有线程之前，一个进程对应内核里的一个进程描述符，对应一个进程ID。但是引入线程概念之后，情况 发生了变化，一个用户进程下管辖N个用户态线程，每个线程作为一个独立的调度实体在内核态都有自己的 进程描述符，进程和内核的描述符一下子就变成了1：N关系，POSIX标准又要求进程内的所有线程调用getpid函数时返回相同的进程ID，Linux内核引入了线程组的概念解决上述问题。
• 多线程的进程，又被称为线程组，线程组内的每一个线程在内核之中都存在一个进程描述符（task_struct） 与之对应。进程描述符结构体中的pid，表面上看对应的是进程ID，其实不然，它对应的是线程ID;进程描述符中的tgid，含义是Thread Group ID,该值对应的是用户层面的进程ID