多进程与多线程（七）

2          线程

线程，何为线程？

其实，线程[1]没有明确的定义。我们只能通过描述和特性解释的方式来说说线程。

首先，线程比进程“小”。这个“小”包含几个层面的含义：一，“辈分”低，线程隶属于进程，被进程创建。二，“体积”小，线程不是独立体，不象进程一样拥有动态堆、静态数据、程序代码等部分，线程只是在进程空间内，可以拥有自己独立的寄存器和堆栈而已[2]。三，“开销”小，操作系统对于进程的创建比进程的创建要更为费时费力。

其次，线程比进程“快”。快，有两层含义：一是利用并行，执行快。二是切换快，进程因有自己独立的虚地址空间，进程间切换时，操作系统必须交换不同进程的地址空间，使得退出执行态的进程地址被保存，进入执行态的进程地址空间被操作系统可见。而多线程因共享相同的地址空间，故节省了耗时的进程地址空间切换。

线程同进程一样，有各种状态，如新建、可运行、阻塞/挂起、终止等，以标识线程在生命期中的不同状态，以反映其在操作系统下被调度的情形。

线程间通常也需要通信，但却就没有共享内存、信号等手段可用了，可是，线程间通信却比进程间通信方便许多，这是因为线程间共享着进程的地址空间。线程共享进程地址空间，意味着隶属进程的变量（变量的实质是进程的部分空间，变量名是部分进程空间的被命了名的地址）可能被线程共享，也可能被线程独享，由此，引发了掌握线程的两个主要问题：一是线程安全；另一个是TLS，thread local storage，线程本地存储。

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[1] 与进程一样，线程在操作系统中也有个类似PCB的东西，称为线程属性对象（thread attributes object，用以描述线程属性对象），这个线程属性对象被操作系统掌握，用以控制、调度线程。

[2] 实际上，线程概念的产生，是思维细化的结果，这种思维方式就是解耦——把进程所占资源与进程中的运行代码相分离——这种分离的结果，就产生了线程，即，线程使得在一个进程地址空间中可以运行多个指令流，这样，多个指令流就可以利用多核或多处理机（SMP）得以并行执行，从而提高并发度。