前言

線程是比進程更輕量級的調(diào)度執(zhí)行單位，線程的引入，可以把一個進程的資源分配和執(zhí)行調(diào)度分開，各個線程既可以共享進程資源（內(nèi)存地址、文件I/O等），又可以獨立調(diào)度（線程是CPU調(diào)度的基本單位）。JAVA語言中每個已經(jīng)執(zhí)行了 start() 且還未結(jié)束的 java.lang.Thread 類的實例就代表了一個線程。Thread 類的所有關(guān)鍵方法都是聲明為Native的，在Java API中，一個Native方法往往意味著這個方法沒有使用或者無法使用平臺無關(guān)的手段來實現(xiàn)（也可能為了執(zhí)行效率）。

1. 線程的實現(xiàn)

實現(xiàn)線程主要有3種方法：內(nèi)核線程、用戶線程、用戶線程加輕量級進程混合實現(xiàn)。

1.1 使用內(nèi)核線程實現(xiàn)

內(nèi)核線程(Kernel-Level Thread, KLT)就是由操作系統(tǒng)內(nèi)核支持的線程，內(nèi)核通過操作調(diào)度器(Scheduler)對線程進行調(diào)度。

程序一般不會直接使用內(nèi)核線程，而是去使用內(nèi)核線程的一種高級接口-輕量級進程(Light Weight Process, LWP)，輕量級進程就是我們通常意義上所講的線程。

這種輕量級進程與內(nèi)核線程之間1：1的關(guān)系稱為一對一的線程模型，如下圖。

優(yōu)點：每個輕量級進程都成為一個獨立的調(diào)度單元，即使有一個輕量級進程在系統(tǒng)中阻塞了，也不會影響整個進程繼續(xù)工作。缺點：由于是基于內(nèi)核線程實現(xiàn)的，所以各種線程操作，如創(chuàng)建、析構(gòu)及同步，都需要進行系統(tǒng)調(diào)用，需要在用戶態(tài)和內(nèi)核態(tài)中來回切換，代價相對較高。

1.2 使用用戶線程實現(xiàn)

用戶線程(User Thread, UT)指的是完全建立在用戶空間的線程庫上，系統(tǒng)內(nèi)核不能感知線程存在的實現(xiàn)。

用戶線程的建立、同步、銷毀和調(diào)度完全在用戶態(tài)中完成，不需要內(nèi)核的幫助。因此操作比內(nèi)核線程更快速，并可以支持更大的線程數(shù)量。

這種進程(不是輕量級進程)與用戶線程之間1：N的關(guān)系稱為一對多的線程模型。

優(yōu)點：線程所有操作都在用戶態(tài)完成，不需要切換到內(nèi)核態(tài)，如果實現(xiàn)得當，那么速度非常快，資源消耗也很低，可以支持更大規(guī)模的線程數(shù)量。

缺點：由于線程的操作沒有操作系統(tǒng)內(nèi)核的支援，所有線程操作都需要用戶程序自己實現(xiàn)，創(chuàng)建、線程間的切換、調(diào)度都需要用戶程序處理，并且由于操作系統(tǒng)只把處理器資源分配到了進程，除了線程切換獲取處理器外，線程阻塞如何處理，或者把進程內(nèi)的線程映射到其他處理器，都是非常困難的。

現(xiàn)在使用用戶線程的程序越來越少了，像Java、Ruby等語言都曾經(jīng)使用過用戶線程，不過現(xiàn)在都放棄了。

1.3 使用用戶線程加輕量級進程混合實現(xiàn)

在這種混合實現(xiàn)下，既存在用戶線程，也存在輕量級進程。

用戶線程還是完全建立在用戶空間中，因此用戶線程的創(chuàng)建、切換、析構(gòu)等操作依然廉價。而操作系統(tǒng)提供輕量級進程則作為用戶線程和內(nèi)核線程之間的橋梁。這樣可以使用內(nèi)核提供的線程調(diào)度功能及處理器映射，用戶線程調(diào)用通過輕量級線程來完成。

用戶線程與輕量級進程的數(shù)量比是不定的，即為N：M的關(guān)系，這種就是多對多的線程模型。