【Linux】线程概念

📝前言：

这篇文章我们来讲讲Linux------线程概念：

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📝前言：
一，线程的基本概念
- [1. 基本概念](#1. 基本概念)
- [2. 资源划分](#2. 资源划分)
- [3. 线程资源划分与共享](#3. 线程资源划分与共享)
二，线程的优缺点
- [1. 优点](#1. 优点)
- [2. 缺点](#2. 缺点)
- [3. 线程的异常](#3. 线程的异常)
- [4. 线程的用途](#4. 线程的用途)
三，线程与进程
- [1. 进程和线程](#1. 进程和线程)
- [2. 进程的多个线程共享](#2. 进程的多个线程共享)

进程：进程 == 内核数据结构 + 代码和数据
- 进程是承担分配系统资源的基本实体
线程：进程内部的一个执行分支
- 在Linux下，线程就是轻量级的进程（但Windows不是，Windows有自己的实现方案）
- 线程是CPU调度的基本单位（因为Linux下，线程是用进程模拟的，所以CPU的调度策略都可以用进程那一套！）
- 线程这个说法是操作系统提供的（属于用户视角，但是对于Linux底层，线程就是轻量级进程）

创建一个进程：我们要创建task_struct，进程地址空间，页表...
但是对于一个线程，我们只需要创建task_struct + 资源划分
- 对资源的划分，本质是对进程地址空间的划分（虚拟地址，就是资源的代表）
- 一个执行流有多少资源，本质上就是：在合法的的情况下，拥有的虚拟地址
- 而函数天然就是代码和数据的集合，所以我们通常让线程执行进程中不同的函数（把函数分给线程，就完成了资源的划分）
多个线程的task_struct指向同一个进程的进程地址空间

以下优缺点是相较于进程的。

创建⼀个新线程的代价要比创建⼀个新进程小得多
切换方面 ，线程切换的代价也要更小
- 切进程：要切硬件上下文，要切CR3的页目录...
- 切线程：地址空间还是一样的，只用切task_struct，CR3也不用切...
- 还有：进程缓存机制Cache和TLB
- 当硬件上下文切换的时候会扰乱进程的缓存机制，对于进程，因为直接换了，所以Cache和TLB的内容都无效了。但是对于线程，还在同一个进程内，Cache和TLB的失效面积小。
线程占用的资源要比进程少很
能充分利用多处理器的可并行数量
在等待慢速I/O操作结束的同时，程序可执行其他的计算任务
计算密集型应用，为了能在多处理器系统上运⾏，将计算分解到多个线程中实现
I/O密集型应⽤，为了提⾼性能，将I/O操作重叠。线程可以同时等待不同的I/O操作

但是代码写的好，处理的好，都没有下面的问题

性能损失
- 当线程用于计算密集型，则线程数量不要大于CPU的数量。因为，计算密集型的线程往往没办法和其他线程共用CPU。如果太多线程，增加了额外的同步和调度开销（比如切线程上）
健壮性降低
- 不小心给一个线程共享了不属于它的东西，然后还被修改了，就会有问题
- 线程如果有错（异常），会直接影响整个进程
缺乏访问控制
- 进程是访问控制的基本粒度，在⼀个线程中调⽤某些OS函数会对整个进程造成影响
代码编写更难

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:

线程和进程的关系：

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