深入理解Linux线程（LWP）：概念、结构与实现机制（1）

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目录

Linux线程的概念

定义

从进程理解线程

Linux线程的理解

局部性原理

概念

线程切换为什么效率高？

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Linux线程的概念

定义

        课本上的定义：线程是比进程更轻量化的一种执行流，线程是在进程内部执行的一种执行流。大白话：线程是CPU调度的基本单位，进程是承担系统资源的基本实体。

        对于Linux线程详细的定义：在一个程序里的一个执行路线就叫做线程（thread）。更准确的定义是：线程是“一个进程内部的控制序列。一切进程至少都有一个执行线程。线程在进程内部运行，本质是在进程地址空间内运行。在Linux系统中，在CPU眼中，看到的PCB都要比传统的进程更加轻量化。透过进程虚拟地址空间，可以看到进程的大部分资源，将进程资源合理分配给每个执行流，就形成了线程执行流 。

 

从进程理解线程

        我们都知道Linux中的一个进程是由对应的PCB、进程地址空间、页表组成的。

        大致的图示如下：

        从上面进程的大致示意图可见，如果我们要创建一个进程，还是挺麻烦的，它要创建对应的PCB来管理，要加载各种各样的数据，涉及到IO等等。可以发现成本是挺高的。进程在创建时需要做很多工作。而线程就是在进程创建完成后，只需再创建“PCB”指向该进程的地址空间，再将代码数据等等拆解成几部分，分别让这些“PCB”进行管理对应的部分，他无需再进行资源的申请等等操作，只需进行资源的分配即可。CPU在识别到这些“PCB”时，他就会执行该进程的一部分代码、一部分数据，我们把这种比传统的进程更轻的概念叫做“线程”。当然，由于线程访问的是同一块地址空间，那么他们是很容易实现某一部分代码、数据的共享的。

        而如果OS如果要支持线程，那么也是需要管理线程的，那么就需要按照六字真言：“先描述，在组织”来进行管理。对此OS中有两种管理线程的方法：方法一：按照像上述进程一样创建PCB，额外的像进程一样创建名为：TCB（Thread Control Block）来描述，再像进程一样创建调度队列、阻塞队列、运行队列、优先级等等等等。还需要对应的数据结构、算法等等来维护起来。方法二：从方法一可以知道线程所需的属性跟进程是很相似的，我们可以“拿PCB来充当TCB”，可以直接复用进程的管理方法来管理线程。在Linux中，我们就是使用方法二来管理线程的，很明显方法二更简单，更加可靠，健壮性更，更好维护。Linux中线程也叫做：轻量级进程（LWP）（light weight process）大致图示如下：

        从上图可知，Linux中其实不存在实际意义上的线程，他只是利用进程的数据结构来模拟了线程，所以CPU在调度时，他不管进程还是线程，他看到一个PCB就会执行对应的方法，他们都可以被称为“轻量级进程”。因此，上面对应的线程的执行流