操作系统--用户级线程和内核级线程

在多线程操作系统中，各个系统的实现方式并不相同。在有的系统中实现了用户级线程，有的系统中实现了内核级线程

1.内核级线程：

（1）线程的创建、撤销和切换等，都需要内核直接实现，即内核了解每一个作为可调度实体的线程。

（2）这些线程可以在全系统内进行资源的竞争。

（3）内核空间内为每一个内核支持线程设置了一个线程控制块（TCB），内核根据该控制块，感知线程的存在，并进行控制。

在一定程度上类似于进程，只是创建、调度的开销要比进程小。有的统计是1：10

2.用户级线程：

（1）用户级线程仅存在于用户空间。——>对比内核(3)

（2）内核并不能看到用户线程。——>重要的区别

（3）内核资源的分配仍然是按照进程进行分配的；各个用户线程只能在进程内进行资源竞争。

用户线程运行在一个中间系统上面。目前中间系统实现的方式有两种，即运行时系统（RuntimeSystem）和内核控制线程。

 “运行时系统”实质上时用于管理和控制线程的函数集合。包括创建、撤销、线程的同步和通信的函数以及调度的函数。这些函数都驻留在用户空间作为用户线程和内核之间的接口。用户线程不能使用系统调用，而是当线程需要系统资源时，将请求传送给运行时，由后者通过相应的系统调用来获取系统资源。

内核控制线程：

系统在分给进程几个轻型进程（LWP），ＬＷＰ可以通过系统调用来获得内核提供的服务，而进程中的用户线程可通过复用来关联到ＬＷＰ，从而得到内核的服务。

内核线程的优点：

（1）

（2）当有多个处理机时，一个进程的多个线程可以同时执行

缺点：

（1）由内核进行调度

用户进程的优点：

（1）线程的调度不需要内核直接参与，控制简单

缺点：

（1）资源调度按照进程进行，多个处理机下，同一个进程中的线程只能在同一个处理机下分时复用。

===========================================

线程的实现可以分为两类:用户级线程(User-Level Thread)和内核线线程(Kernel-Level Thread).后者又称为内核支持的线程或轻量级进程.

用户线程指不需要内核支持而在用户程序中实现的线程，其不依赖于操作系统核心，应用进程利用线程库提供创建、同步、调度和管理线程的函数来控制用户线程。

内核线程：   由操作系统内核创建和撤销。内核维护进程及线程的上下文信息以及线程切换。一个内核线程由于I/O操作而阻塞，不会影响其它线程的运行。Windows   NT和2000/XP支持内核线程  
   
   
  用户线程：由应用进程利用线程库创建和管理，不以来于操作系统核心。不需要用户态/核心态切换，速度快。操作系统内核不知道多线程的存在，因此一个线程阻塞将使得整个进程（包括它的所有线程）阻塞。由于这里的处理器时间片分配是以进程为基本单位，所以每个线程执行的时间相对减少。

Windows NT和OS/2支持内核线程。Linux 支持内核级的多线程

=========================================================

了解了一下，用户级线程和内核级线程。

用户级线程：

从这张图上面可以看出来，用户级线程的管理是由应用程序的进程来完成的，而不关内核的事。在内核看来还是只有进程的概念，所以线程的调度也就可以通过应用程序自己设定，不用核心态的特权。

但是也就是因为这样，在内核中没有线程的概念，如果一个线程进入内核，然后再系统调用的时候阻塞了，那么，核心只会把它作为整个进程阻塞了，也就是说这个进程中的所有线程都被阻塞了。

线程状态和进程状态是独立的（从何说起？不理解）

优点： 
  线程切换不调用核心 
  调度是应用程序特定的：可以选择最好的算法 
  ULT可运行在任何操作系统上（只需要线程库）

缺点： 
  大多数系统调用是阻塞的，因此核心阻塞进程，故进程中所有线程将被阻塞 
  核心只将处理器分配给进程，同一进程中的两个线程不能同时运行于两个处理器上

内核级线程：

所有线程管理由核心完成 
没有线程库，但对核心线程工具提供API 
核心维护进程和线程的上下文 
线程之间的切换需要核心支持 
以线程为基础进行调度 
例子：Windows

优点： 
  对多处理器，核心可以同时调度同一进程的多个线程 
  阻塞是在线程一级完成 
  核心例程是多线程的 
缺点： 
  在同一进程内的线程切换调用内核，导致速度下降