Linux——线程的慨念及控制

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前言

一、线程的概念

1、如何理解线程

2、重新定义线程及进程

3、重谈地址空间

4、线程的优缺点

1、优点：

2、缺点：

5、线程异常

6、线程的用途

二、线程的控制

1、线程创建

2、线程终止

3、线程等待

4、线程基本函数的使用代码：

5、主线程和次线程之间通信 

总结

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前言

• 线程是现代操作系统中实现并发执行的重要机制。在多处理器系统中，多个线程可以同时在不同的处理器核心上执行，充分利用硬件的并行性，提高系统的吞吐量。
• 对于单处理器系统，线程可以通过时分复用的方式，让用户感觉多个任务在同时进行。例如，在一个同时运行着文件下载、音乐播放和文本编辑的桌面操作系统中，这些任务可以分别由不同的线程来处理，操作系统通过合理地调度线程，使得每个任务都能得到适当的执行时间，从而提供了良好的用户体验。同时，线程也为软件开发者提供了一种更灵活的编程模型，方便他们实现复杂的并发算法和应用程序。

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一、线程的概念

线程是进程内的执行分支。线程的执行分支是粒度，要比进程细。

1、如何理解线程

1、从执行角度理解线程

• 线程是进程内部的一条执行路径。可以把进程想象成一个工厂，而线程就是工厂里的工人。在这个工厂（进程）里有很多资源，如原材料（数据）、工具（文件描述符等资源），每个工人（线程）都可以使用这些资源来完成自己的工作任务。

2、从资源共享角度理解线程

• 线程共享进程的许多重要资源。这包括进程的地址空间，意味着所有线程可以访问进程中的全局变量和动态分配的内存。例如，在一个多线程的游戏程序中，多个线程可能共享游戏场景的数据结构，如地图信息、角色位置等。

3、从并发和并行角度理解线程

• 在单处理器系统中，线程通过时分复用的方式实现并发。就好像一个人（处理器）要同时做几件事情，他会快速地在不同任务（线程）之间切换。例如，在一个同时运行着文字处理软件和音乐播放软件的系统中，操作系统会快速地在这两个软件对应的线程之间切换，给用户造成一种两个软件同时运行的感觉。

4、从编程模型角度理解线程

• 对于程序员来说，线程提供了一种方便的方式来编写并发程序。通过创建多个线程，可以将一个复杂的任务分解成多个子任务，让这些子任务并发或并行地执行。

2、重新定义线程及进程

进程是资源分配的基本单位线程是调度的基本单位

线程共享进程数据，但也拥有自己的一部分数据:

线程ID一组寄存器栈

errno

信号屏蔽字调度优先级

进程的多个线程共享 同一地址空间,因此Text Segment、Data Segment都是共享的,如果定义一个函数,在各线程中都可以调用,如果定义一个全局变量,在各线程中都可以访问到,除此之外,各线程还共享以下进程资源和环境:

文件描述符表

每种信号的处理方式(SIG_ IGN、SIG_ DFL或者自定义的信号处理函数)当前工作目录

用户id和组id

关系图

这是我们当初学进程的地址空间的时候的图片，它是我们进程的基本内核，进程是有自己的task_struct的，然后task_struct指向我们的地址空间，地址空间一共4gb，3gb用户级空间，1gb内核空间，然后进程还有自己的页表，它是用来映射物理空间和虚拟地址之间的关系表。 

而我们的多线程通过概念我们知道多线程每一个进程是分支，那么说多线程的单一线程在进程内部，那么我们的图就变成下图

线程是进程的一个分支是最小的单位 ，我们学习了线