【Linux】线程Pthread的概念 | NPTL线程库函数

本文详细介绍了线程在操作系统中的概念,以及线程与进程的关系,重点讲述了如何在Linux中创建线程、获取线程ID、回收线程和处理线程分离。同时讨论了多个线程共享资源的情况,包括全局变量、文件描述符等。

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在这里插入图片描述


一、线程的概念

线程是操作系统能够进行调度和执行的最小单位。它是进程内执行的一个独立单元,与同一进程中的其他线程共享进程的地址空间和系统资源。

线程能减少程序在并发执行时所付出的时空开销,使操作系统具有更好的并发性。

二、线程和进程

一般情况下进程包含线程,线程比进程更轻量(体积更小,开销更小)

进程是最小的分配资源单位,线程是最小的调度单位

线程不分配内存,线程创建于进程中,与进程共享资源,访问进程的内存,完成特定任务

类 Unix 系统中,早期是没有“线程”概念的,80 年代才引入,借助进程机制实现出了线程的概念。因此在这类系统中,进程和线程关系密切
轻量级进程(light-weight process)也有 PCB,创建线程使用的底层函数和进程一样,都是 clone
从内核里看进程和线程是一样的,都有各自不同的 PCB,但是 PCB 中指向内存资源的三级页表是相同的
进程可以退化成线程
线程可看做寄存器和栈的集合,线程可以占用时间片使用cpu,可以通过保存和恢复处理器现场避免寄存器冲突,所以线程是一个合格的调度单位。
在 linux下,线程最是小的执行单位;进程是最小的分配资源单位
多线程可以共享资源,减少内存开销

进程退化

如果进程中创建了新的线程,那么进程原本的执行单元成为主控线程,新创建的成为普通线程,便于区分和理解。

线程分为内核级线程KLT和用户级线程ULT

cpu会给每个内核级线程分配内核对象,与进程一样获取cpu

  • 优点:内核级线程可以得到更多的系统资源,缩短任务完成时间
  • 缺点:所有的线程资源分配、访问和上下文切换都需要系统干预,开销较大

系统无法识别用户级线程,无法将资源分发给普通线程,只会给用户级进程

普通线程虽然无法直接被系统分发资源,但是可以使用cpu(可以主线程sleep(0)放弃时间片,给同进程下的普通进程时间片)
优点:用户级线程的创建、撤销和切换与OS内核无关,由用户空间中的线程库完成,系统调度开销小

多个线程在进程中共享资源有哪些?

  • 1.全局变量
  • 2.文件描述符
  • 3.PCB
  • 4.堆空间
  • 5.信号处理行为

非共享资源:

  • 1.线程栈
  • 2.TCB
  • 3.优先级指针·
  • 4.信号屏蔽字
  • 5.errno全局变量

二、线程函数

创建线程

int pthread_create
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