本文详细解析了线程在Linux中的实现机制，强调了线程的轻量级特性，比较了线程与进程的区别，探讨了线程的优点（如资源效率和并行计算）和缺点（如性能损失和编程复杂性），以及线程异常处理和正确使用多线程提升程序效率的方法。
1 .线程
是进程内的一个执行分支，线程的执行粒度比进程细。
在进程内部创建一个tack_struct，把其中的一部分执行代码和数据（通过页表映射）单独分给一个线程来维护，这就是一个进程内的一个执行分支。
线程不需要维护所有的代码和数据，所以线程的执行粒度比进程细。
2.Linux的实现方案
线程在进程“内部“执行，线程在进程的地址空间内运行（为什么？）
任何执行流要执行都要有资源，地址空间是进程的资源窗口
线程的执行粒度比进程更细？
线程执行进程的一部分代码和数据。
在CPU中没有进程线程的概念，只有执行流的概念。一个线程或者一个进程就是一个执行流。
3.重新定义一下进程和线程
什么是线程？我们认为，线程是操作系统调度的基本单位。
重新理解进程？内核观点：进程是承担分配系统资源的基本实体。
那么线程在操作系统中应该如何描述组织呢？
大多数其他操作系统中有线程对应的调度，执行，描述，组织，但是Linux中是没有专门去对线程进行描述组织的，它复用了进程的数据结构和管理算法。
Linux没有真正意义上的线程体现在其没有为线程专门用tcb描述组织起来，但是它符合操作系统对线程的定义。
我们考虑一下，那CPU怎么区分线程和进程呢？
对于CPU而言，我不关心是进程还是线程，只存在执行流的概念。
线程 <= 执行流 <= 进程。
这里执行流的粒度比进程小，所以叫轻量级进程，也就是Linux下所谓的线程，如果一个进程只有一个执行流，那就是一个主线程。
4.重谈地址空间
如何理解资源分配给线程？
我们知道，进程地址空间是一个虚拟空间，每个进程都有一份，我们要找的实际上是对应的物理内存，那怎么通过虚拟地址转换到对应的物理地址呢？这就需要用到页表了
CPU将一个虚拟内存空间中的地址转换为物理地址，需要进行两步：首先将给定一个逻辑地址（其实是段内偏移量，这个一定要理解！！！），CPU要利用其段式内存管理单元，先将为个逻辑地址转换成一个线程地址，再利用其页式内存管理单元，转换为最终物理地址。
那怎么样用页表映射呢？
直接用一张这个页表映射，那么我们可以粗略计算一下，以32位机器为例。
如果一个地址一一映射，那么一个指针4个字节，俩者一映射就需要8字节，那么完成这4GB内存的映射就需要32GB。不可能这样做的，所以应该怎么设计页表映射呢？
我们以32位虚拟地址为例，把32位虚拟地址化成 32 = 10 + 10 + 12的形式，我们把页表分级，前边十 位的范围【0 - 1023】用来表示对应的一级页表下表，然后一级页表内放的是二级页表的地址，同样，二级页表也是十位，其中存放的是对应物理内存的页框（物理内存或者磁盘通常是把4kb做为一个块，一个页框也就是一个块，这样可以提升效率，比如读取或者加载，可以一次加载或读取一个块，而不用一个字节，一个字节的去读取或加载），剩下的12位呢，我们可以发现，2^12 = 4 kb，所以这12位就作为页框起始地址的偏移量让我们可以找到准确的物理地址。
那我们来算一下空间消耗吧！
一个一级页表 1024 * 4 = 4kb，二级页表 1024 * 4 * 1024 = 4 MB，这样一看，通过页表分级的形式，我们虚拟地址映射所用空间相对来说并不大，而且通常二级页表是不全的，因为一般不存在一个进程需要所有内存（这里是4GB），那可能会说，我一开始不知道我需要访问哪块空间，要是我访问的空间没有映射怎么办？
这人家早就想到解决方案了，先通过二级页表的一个字段判断有没有映射，如果没有，那就缺页中断，不断去填充。
这里说明一下，一个进程可以没有二级页表，但一级页表（页目录）是必须存在的，且CPU中有一个寄存器（CR3）存放它的地址。寄存器（CR2）存放引起缺页中断异常的虚拟地址，这是为了在缺页中断后我能找到上次的地址接着执行。
所以线程分配资源，本质就是分配地址空间范围。
什么是缺页中断呢？
这部分先留着。。。。。。。。。。
我们知道，一个地址是一个字节，那么对一个int类型变量&拿到几个地址呢？
任何一个变量（结构体，内置类型，自定义类型，数组）&都只拿到一个地址，那么定义的不同类型的变量是为什么呢？
CPU内有许多寄存器，我们定义不同的类型是给CPU的寄存器去看的，CPU读取指令是一条一条去读的（也就是一个地址一个地址去读），那到底读多少，这个CPU在读取之前就要知道的，所以类型就作为了一个限制，规定一次读多少。
谈一下我们的‘ * ’ 操作。
我们对不同类型的变量解引用，就要读取不同的大小空间，但&是取的首地址，还有我们要区分大小端。
这是因为每一位地址里边的值是一定的，但是读取多少位地址，起始地址从哪里开始，这都会影响最终结果。
起始地址+类型 = 起始地址 + 偏移量。 这是X86的特点。
6.Linux线程周边概念
线程比进程更加轻量化（为什么？）
创建和释放更加轻量化（线程生死）
切换更加轻量化（线程运行）
这两者就是线程的生命周期
进程的创建需要：PCB，页表，地址空间，文件描述符表，信号的三张表……
线程只需要创建对应的tcb。
同样，进程释放申请的资源都要释放，线程只需要释放他的tcb。
切换：线程只需要切换他的tcb，页表，地址空间都不需要切换（这些都是进程的资源，被线程共享，也就是说，线程创建好了就能看到进程的这些资源）。
有人会说，这些切换也不需要多少时间呀，怎么就说线程的切换更高呢？
CPU中除了寄存器，还有有一个缓存进程数据的硬件（cache），线程的执行其实本质就是进程的执行，因为线程其实就是进程内部的一个执行分支（一个部门，其中一个人在做一个工作，其实就是你这个部门在做工作，他只是做其中的一部分）。
我这个机器是2G2核的，机器CPU配置高，cache也大。他会提前加载进程的数据，这样是为了加快效率。
那样就来了，线程切换只需要切换上下文，而这个cache不需要切换，进程切换就需要直接丢弃这个cache，切换不只有寄存器的切换，所以我们说线程切换要轻量化。
当然，进程也是需要去切换的，时间片一到，就需要切换，线程的数量不会影响进程的时间片，进程通常会把时间片合理分配给其内部线程。
7. 线程优缺点
7.1线程的优点
7.2线程的缺点
一个线程出现问题，整个进程都会挂掉，比如除0错误，会发信号，整个进程都会执行对应方法，信号是独立于进程之外的执行流，它的信号是发送给进程而不是线程，所以整个进程会挂掉，一旦进程挂掉，那么线程赖以生存的资源就没有了，那么线程也就挂了。一个进程除0，不会所有进程都挂掉，进程独立性。
就是说大部分资源是共享的
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