linux yield_带你通俗易懂的了解——Linux线程模型和线程切换

本文从linux中的进程、线程实现原理开始，扩展到linux线程模型，最后简单解释线程切换的成本。

linux中的进程与线程

首先明确进程与进程的基本概念：

• 进程是资源分配的基本单位
• 线程是CPU调度的基本单位
• 一个进程下可能有多个线程
• 线程共享进程的资源

基本原理

linux用户态的进程、线程基本满足上述概念，但内核态不区分进程和线程。可以认为，内核中统一执行的是进程，但有些是“普通进程”(对应进程process)，有些是“轻量级进程”(对应线程pthread或npthread)，都使用task_struct结构体保存保存。

使用fork创建进程，使用pthread_create创建线程。两个系统调用最终都都调用了do_dork，而do_dork完成了task_struct结构体的复制，并将新的进程加入内核调度。

进程是资源分配的基本单位、线程共享进程的资源

普通进程需要深拷贝虚拟内存、文件描述符、信号处理等；而轻量级进程之所以“轻量”，是因为其只需要浅拷贝虚拟内存等大部分信息，多个轻量级进程共享一个进程的资源。

线程是CPU调度的基本单位、一个进程下可能有多个线程

linux加入了线程组的概念，让原有“进程”对应线程，“线程组”对应进程，实现“一个进程下可能有多个线程”：

• 操作系统中存在多个进程组
• 一个进程组下有多个进程(1:n)
• 一个进程对应一个线程组(1:1)
• 一个线程组下有多个线程(1:n)

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