摘要：輕量級(jí)進(jìn)程和內(nèi)核線程是的關(guān)系。線程一個(gè)線程的本質(zhì)是一組寄存器的狀態(tài)，是操作系統(tǒng)對(duì)寄存器狀態(tài)的抽象。

之所以覺得進(jìn)程和線程難以理解，大概有這么幾個(gè)原因：

進(jìn)程，線程的概念是不斷發(fā)展的，不同時(shí)期的書籍會(huì)有不同的闡述，如一開始內(nèi)核不支持線程到后來內(nèi)核開始支持線程

經(jīng)典的書籍如《現(xiàn)代操作系統(tǒng)》多是從原理的角度去說，高屋建瓴，但是難以有切身感受

操作系統(tǒng)對(duì)進(jìn)程和線程的實(shí)現(xiàn)也是不同的，架構(gòu)者對(duì)進(jìn)程和線程的理念有所不同，Linux和Windows內(nèi)核對(duì)線程的實(shí)現(xiàn)不同。

最初，進(jìn)程的內(nèi)涵分為兩個(gè)方面：

調(diào)度，執(zhí)行的基本單位

最初操作系統(tǒng)不支持線程的概念，內(nèi)核中維護(hù)著進(jìn)程的各種信息，如運(yùn)行狀態(tài)，優(yōu)先級(jí)，寄存器等，也就是說OS可以根據(jù)這些信息調(diào)度和執(zhí)行進(jìn)程。

資源所有權(quán)

包括程序，數(shù)據(jù)，文件，socket 等資源。

將兩個(gè)獨(dú)立的功能分離，出現(xiàn)了線程的概念：

作為執(zhí)行與調(diào)度的基本單位——thread

資源所有權(quán)： process

這也就是經(jīng)常說的："process是資源容器，thread是執(zhí)行單位"。這樣帶來的巨大好處是：

線程的創(chuàng)建成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于進(jìn)程，因?yàn)榫€程中包含的數(shù)據(jù)量少于進(jìn)程，線程只需要執(zhí)行相關(guān)的數(shù)據(jù)即可，如，pc,寄存器，棧，執(zhí)行狀態(tài)

進(jìn)程中的線程共享地址空間，進(jìn)程間的通信的代價(jià)遠(yuǎn)大于線程間的通信。

<1>用戶級(jí)線程

彼時(shí)操作系統(tǒng)沒有提供對(duì)線程的支持，只是在應(yīng)用層面實(shí)現(xiàn)了線程，操作系統(tǒng)并不知道，，內(nèi)核維護(hù)著進(jìn)程表，仍然以進(jìn)程為單位進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)用。進(jìn)程自身維護(hù)著線程表，維護(hù)線程的狀態(tài)。

優(yōu)勢(shì)

不用切換到內(nèi)核態(tài)，性能極佳，

進(jìn)程自己可以有定制的調(diào)度算法

在不支持多線程的操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多線程程序，如DOS

劣勢(shì)

對(duì)線程的操作，如創(chuàng)建，調(diào)度，都是應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)，導(dǎo)致編程困難

因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)只知進(jìn)程不知線程，也就只能調(diào)度進(jìn)程而無法調(diào)度線程，所有只要一個(gè)線程所在的進(jìn)程發(fā)生了阻塞，那操作系統(tǒng)即阻塞該進(jìn)程，那么該進(jìn)程的其他線程也就無法被調(diào)度，相當(dāng)于阻塞了。目前使用用戶線程的程序越來越少了。

<2>內(nèi)核級(jí)線程

后來，操作系統(tǒng)內(nèi)核開始支持線程，就出現(xiàn)了內(nèi)核級(jí)線程模型。這種線程模型中，內(nèi)核維護(hù)著進(jìn)程表和線程表，也就是說，內(nèi)核可以對(duì)線程直接進(jìn)行調(diào)度，

優(yōu)勢(shì)

內(nèi)核的調(diào)度粒度小至線程，就不會(huì)出現(xiàn)用戶級(jí)進(jìn)程那種阻塞了進(jìn)程，進(jìn)程中所有線程都被迫“阻塞”的情況，內(nèi)核線程被阻塞，不會(huì)導(dǎo)致進(jìn)程被阻塞，進(jìn)程中的其他線程依然可以繼續(xù)執(zhí)行

劣勢(shì)

開銷挺大，從用戶態(tài)到內(nèi)核態(tài)的切換有一定的開銷

支持的線程總量較小，因?yàn)閮?nèi)核線程占據(jù)內(nèi)核的空間，而內(nèi)核所持有的空間是有限的

一般而言，程序不會(huì)直接使用內(nèi)核線程，而是使用內(nèi)核線程的高級(jí)接口——輕量級(jí)進(jìn)程。輕量級(jí)進(jìn)程和內(nèi)核線程是1:1的關(guān)系。

<3>混合線程

有些操作系統(tǒng)支持，如Solaris平臺(tái)。比較主流的windows和linux不支持。

進(jìn)程：當(dāng)用戶啟動(dòng)一個(gè)應(yīng)用,系統(tǒng)將程序的源碼和數(shù)據(jù)從磁盤加載到內(nèi)存中,并且開始執(zhí)行他的源碼。一個(gè)進(jìn)程即一個(gè)正被執(zhí)行中的程序。與程序不同, 一個(gè)進(jìn)程是一個(gè)活躍的實(shí)體 ,并且包含了程序作為單個(gè)實(shí)例在執(zhí)行期間狀態(tài)的快照。

線程：一個(gè)線程的本質(zhì)是一組寄存器的狀態(tài)，是操作系統(tǒng)對(duì)寄存器狀態(tài)的抽象。

Linux對(duì)進(jìn)程與線程的實(shí)現(xiàn)比較特殊，對(duì)于Linux內(nèi)核來說，并不存在線程的說法，但是Linux中進(jìn)程與進(jìn)程可以是有區(qū)別的。對(duì)于linux內(nèi)核來說，只有進(jìn)程，創(chuàng)建進(jìn)使用系統(tǒng)調(diào)用clone，可通過設(shè)置該方法的參數(shù)設(shè)置進(jìn)程是否共享某些數(shù)據(jù)，比如：

fork():創(chuàng)建子進(jìn)程，通過調(diào)用0共享的clone，創(chuàng)建的進(jìn)程是完全復(fù)制父進(jìn)程的數(shù)據(jù)，二者不共享不可見。

pthread_create：通過調(diào)用最多共享的clone實(shí)現(xiàn)，就相當(dāng)于一般意義上的線程了。

可以看到Linus對(duì)進(jìn)程與線程的觀點(diǎn)：
Linus的觀點(diǎn)，Re: proc fs and shared pids