线程

线程的定义：

①线程（thread）是操作系统能够进行运算调度的最小单位。
②它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。
③一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。

线程是处理器任务调度和执行的基本单位。

同一进程中的多条线程将共享该进程中的全部系统资源，如虚拟地址空间，文件描述符和信号处理等等。但同一进程中的多个线程有各自的调用栈，自己的寄存器环境，自己的线程本地存储。

一个进程可以有很多线程，每条线程并行执行不同的任务。

在同一个进程 中，线程的切换不会引起进程的切换，但是从一个进程中的线程切换到另一个进程中的线程时，必然就会引起进程的切换。

在多线程OS中，通常是在一个进程中包括多个线程，每个线程都是作为利用CPU的基本单位，是花费最小开销的实体。

线程具有以下属性：

①轻型实体：
线程中的实体基本上不拥有系统资源，只是有一点必不可少的、能保证独立运行的资源。

线程的实体包括程序、数据和TCB。线程是动态概念，它的动态特性由线程控制块TCB（Thread Control Block）描述。

TCB包括以下信息：
（1）线程状态。
（2）当线程不运行时，被保存的现场资源。
（3）一组执行堆栈。
（4）存放每个线程的局部变量主存区。
（5）访问同一个进程中的主存和其它资源。

> 用于指示被执行指令序列的程序计数器、保留局部变量、少数状态参数和返回地址等的一组寄存器和堆栈。

②处理器任务调度和执行的基本单位：
在多线程OS中，线程是能独立运行的基本单位，因而也是独立调度和分派的基本单位。由于线程很“轻”，故线程的切换非常迅速且开销小（在同一进程中的）。

③可并发执行：
在一个进程中的多个线程之间，可以并发执行，甚至允许在一个进程中所有线程都能并发执行；同样，不同进程中的线程也能并发执行，充分利用和发挥了处理机与外围设备并行工作的能力。

④共享进程资源：
在同一进程中的各个线程，都可以共享该进程所拥有的资源，这首先表现在：所有线程都具有相同的地址空间（进程的地址空间），这意味着，线程可以访问该地址空间的每一个虚地址；此外，还可以访问进程所拥有的已打开文件、定时器、信号量机构等。由于同一个进程内的线程共享内存和文件，所以线程之间互相通信不必调用内核。

线程运行的三种状态：

①执行状态：表示线程已获得处理机而正在运行；
②就绪状态：指线程已具备了各种执行条件，只需再获得CPU便可立即执行；
③阻塞状态：指线程在执行中因某件事受阻而处于暂停状态，例如：当一个线程执行从键盘读入数据的系统调度时，该线程就被阻塞。

线程状态之间的转换和进程状态之间的转换是一样的，如图：