线程私有资源

简介在多线程环境下,每个线程拥有一个栈和一个程序计数器。栈和程序计数器用来保存线程的执行历史和线程的执行状态,是线程私有的资源。其他的资源(比如堆、地址空间、全局变量)是由同一个进程内的多个线程共享。 线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中,是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流,一个进程中可以并发多个线程,每条线程并行执行不同的任务。在Unix  System V及SunOS中也被称为轻量进程(lightweight processes)
在多线程环境下,每个线程拥有一个栈和一个程序计数器。栈和程序计数器用来保存线程的执行历史和线程的执行状态,是线程私有的资源。其他的资源(比如堆、地址空间、全局变量)是由同一个进程内的多个线程共享。
线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中,是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流,一个进程中可以并发多个线程,每条线程并行执行不同的任务。在Unix  System V及SunOS中也被称为轻量进程(lightweight processes),但轻量进程更多指内核线程(kernel thread),而把用户线程(user thread)称为线程。
 
对于多数合作性任务,多线程比多个独立的进程更优越
   线程共享相同的内存空间。不同的线程可以存取内存中的同一个变量。所以,程序中的所有线程都可以读或写声明过的全局变量。如果曾用fork()编写过重要代码,就会认识到这个工具的重要性。为什么呢?虽然fork()允许创建多个进程,但它还会带来以下通信问题,如何让多个进程相互通信,这里每个进程都有自己独立的内存空间。对这个问题没有一个简单的答案。虽然有许多不同种类的本地IPC(进程间通信),但他们都遇到两个重要的障碍:
 
1.加强了某种形式的额外内核开销,从而降低性能。
2.对于大多数情形,IPC不是对于代码的“自然”扩展,通常极大地增加了程序的复杂性。
 

线程共享资源包括:

  1.进程代码段 

  2.进程的公有数据(利用这些共享的数据,线程很容易的实现相互之间的通讯) 

  3.进程打开的文件描述符、信号的处理器、进程的当前目录和进程用户ID与进程组ID。

线程独立资源包括:

1.线程ID

每个线程都有自己的线程ID,这个ID在本进程中是唯一的。进程用此来标识线程。

2.寄存器组的值

由于线程间是并发运行的,每个线程有自己不同的运行线索,当从一个线程切换到另一个线程上 时,必须将原有的线程的寄存器集合的状态保存,以便将来该线程在被重新切换到时能得以恢复。

3.线程的堆栈

堆栈是保证线程独立运行所必须的。线程函数可以调用函数,而被调用函数中又是可以层层嵌套的,所以线程必须拥有自己的函数堆栈, 使得函数调用可以正常执行,不受其他线程的影响。

4.错误返回码

由于同一个进程中有很多个线程在同时运行,可能某个线程进行系统调用后设置了errno值,而在该 线程还没有处理这个错误,另外一个线程就在此时被调度器投入运行,这样错误值就有可能被修改。所以,不同的线程应该拥有自己的错误返回码变量。

5.线程的信号屏蔽码

由于每个线程所感兴趣的信号不同,所以线程的信号屏蔽码应该由线程自己管理。但所有的线程都 共享同样的信号处理器。

6.线程的优先级

由于线程需要像进程那样能够被调度,那么就必须要有可供调度使用的参数,这个参数就是线程的优先级。

 

线程与进程区别:

1,进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位。线程自己基本上不拥有系统资源,但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源。

由于线程比进程更小,基本上不拥有系统资源,线程上下文切换比进程上下文切换要快得多,故对它的调度所付出的开销就会小得多,从而显著提高系统资源的利用率和吞吐量。

2,一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程。进程在执行过程中拥有独立的内存单元地址空间,而多个线程共享内存,从而极大地提高了程序的运行效率。

3,进程间通信IPC需要特别的方法,线程间可以直接读写进程数据段(如全局变量)来进行通信。

 

进程的实现只能由操作系统内核来实现,而不存在用户态实现的情况。而线程可以分为内核态和用户态。

内核态创建线程比较浪费系统空间资源,因为系统需要维护线程列表,而线程的数量要远远大于进程的数量,过多的线程创建会使系统资源耗尽而瘫痪。其次内核态实现会修改操作系统。

使用用户态创建线程就不必太担心系统资源耗尽的问题,内核不需要知道有多少线程创建。用户创建方便。缺点:

如果在执行过程中一个线程受阻,它将无法将控制权交出来,这样整个进程都无法推进。操作系统随即把CPU控制权交给另外一个进程。

这样,一个线程受阻造成整个进程受阻,我们期望的通过线程对进程实施分身的计划就失败了。这是用户态线程致命的缺点。

本文转自:https://www.cnblogs.com/cocoabird/p/6063059.html