操作系统（三）
学习记录（3）
线程
1.线程的优势在哪？
1.1 多线程之间会共享同一块地址空间和所有可用数据的能力，这是进程所不具备的。
1.2 线程要比进程更轻量级，由于线程更轻，所以它比进程更容易创建，也更容易撤销。在许多系统中，创建一个线程要比创建一个进程快10 -100倍。
1.3 第三个原因可能是性能方面的探讨，如果多个线程都是CPU密集型的，那么并不能获得性能上的增强，但是如果存在着大量的计算和大量的VO处理，拥有多个线程能在这些活动中彼此重叠进行，从而会加快应用程序的执行速度。
多线程解决方案：
每次服务器从某个请求工作的状态切换到另一个状态时，都必须显示的保存或者重新装入相应的计算状态。这里，每个计算都有一个被保存的状态，存在一个会发生且使得相关状态发生改变的事件集合，我们把这类设计称为有限状态机(finite-state machine)。
2 经典的线程模型是什么样的，有什么特点?
下图中，我们可以看到有一个进程三个线程的情况。每个线程都在相同的地址空间中运行。
2.1线程的属性.
线程不像是进程那样具备较强的独立性。同一个进程中的所有线程都会有完全一样的地址空间，这意味着它们也共享同样的全局变量。由于每个线程都可以访问进程地址空间内每个内存地址，因此一个线程可以读取、写入甚至擦除另一个线程的堆栈。线程之间除了共享同一内存空间外，还具有如下不同的内容
上图左边的是同一个进程中每个线程共享的内容，上图右边是每个线程中的内容。也就是说左边的列表是进程的属性，右边的列表是线程的属性。
2.2 线程的系统调用
进程通常会从当前的某个单线程开始，然后这个线程通过调用一个库函数（比如thread_create )创建新的线程。线程创建的函数会要求指定新创建线程的名称。创建的线程通常都返回一个线程标识符，该标识符就是新线程的名字。当一个线程完成工作后，可以通过调用一个函数(比如thread_exit）来退出。紧接着线程消失，状态变为终止，不能再进行调度。在某些线程的运行过程中，可以通过调用函数例如thread_join ,表示一个线程可以等待另一个线程退出。这个过程阻塞调用线程直到等待特定的线程退出。在这种情况下，线程的创建和终止非常类似于进程的创建和终止。另一个常见的线程是调用thread_yield ，它允许线程自动放弃CPU从而让另一个线程运行。这样一个调用还是很重要的，因为不同于进程，线程是无法利用时钟中断强制让线程让出CPU的。
POSIX 线程
POSIX线程（通常称为pthreads)是一种独立于语言而存在的执行模型，以及并行执行模型。它允许程序控制时间上重叠的多个不同的工作流程。每个工作流程都称为一个线程，可以通过调用POSIX Threads API来实现对这些流程的创建和控制。可以把它理解为线程的标准。
POSIX Threads的实现在许多类似且符合POSIX的操作系统上可用，例如 FreeBSD、NetBSD、OpenBSD、Linux、macOS、Android、Solaris，它在现有 Windows APl之上实现了pthread
所有的Pthreads 都有特定的属性，每一个都含有标识符、一组寄存器（包括程序计数器）和一组存储在结构中的属性。这个属性包括堆栈大小、调度参数以及其他线程需要的项目。
新的线程会通过pthread_create创建，新创建的线程的标识符会作为函数值返回。这个调用非常像是UNIX中的 fork系统调用（除了参数之外)，其中线程标识符起着PID的作用，这么做的目的是为了和其他线程进行区分。当线程完成指派给他的工作后，会通过pthread_exit来终止。这个调用会停止线程并释放堆栈。
一般一个线程在继续运行前需要等待另一个线程完成它的工作并退出。可以通过pthread_join 线程调用来等待别的特定线程的终止。而要等待线程的线程标识符作为一个参数给出。
有时会出现这种情况:一个线程逻辑上没有阻塞，但感觉上它已经运行了足够长的时间并且希望给另外一个线程机会去运行。这时候可以通过pthread_yield 来完成。下面两个线程调用是处理属性的。pthread_attr_init建立关联一个线程的属性结构并初始化成默认值，这些值（例如优先级)可以通过修改属性结构的值来改变。
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