操作系统第九讲——线程的实现方式和多线程模型
用户级线程
1、用户级线程由应用程序通过线程库实现，所有的线程管理工作都由应用程序负责（包括线程切换）
2、用户级线程中，线程切换可以在用户态下即可完成，无需操作系统干预。
3、在用户看来，是有多个线程。但是在操作系统内核看来，并意识不到线程的存在。“用户级线程”就是“从用户视角看能看到的线程”
4、优缺点
优点：用户级线程的切换在用户空间即可完成，不需要切换到核心态，线程管理的系统开销小，效率高。
缺点：当一个用户级线程被阻塞后，整个进程都会被阻塞，并发度不高。多个线程不可在多核处理机并行运行。
内核级线程
1、内核级线程的管理工作由操作系统内核来完成
2、线程调度、切换等工作都由内核负责，因此内核级线程的切换必然需要在核心态下才能完成
3、操作系统会为每个内核级线程建立相应的TCB，通过TCB对线程进行管理。“内核级线程”就是“从操作系统内核视角看能看到的线程”
4、优缺点：
优点：当一个线程被阻塞后，别的线程还可以继续执行，并发能力强。多线程可在多核处理机上并行执行。
缺点：一个用户进程会占用多个内核级线程，线程切换由操作系统内核完成，需要切换到核心态，因此线程的管理成本高，开销大
在支持内核级线程的系统中，根据用户级线程和内核级线程的映射关系，可以划分为几种多线程模型
多线程模型
一对一模型：
一个用户级线程映射到一个内核级线程。每个用户进程有与用户级线程同数量的内核级线程。
优点：当一个线程被阻塞后，别的线程还可以继续执行，并发能力强。多线程可在核处理机上并行执行。
缺点：一个用户进程会占用多个内核级线程，线程切换由操作系统内核完成，需要切换到核心态，因此线程管理的成本高，开销大
多对一模型：
多个用户级线程映射到一个内核级线程。
优点：用户级线程的切换在用户空间即可完成，不需要切换到核心态，线程管理的系统开销小，效率高
缺点：当一个用户级线程被阻塞后，整个进程都会被阻塞，并发度不高。多个线程不可在多核处理机上并行运行
操作系统只“看得见”内核级线程，因此只有内核级线程才是处理机分配的单位
多对多模型：
n用户及线程映射到m个内核级线程（n >= m）。每个用户进程对应m个内核级线程。
克服了多对一模型并发度不高的缺点（一个阻塞全体阻塞），又克服了一对一模型中一个用户进程占用太多内核级线程，开销太大的缺点
内核级线程才是处理机分配的单位。
内核级线程可以运行任意一个有映射关系的用户级线程代码，只有两个内核级线程中正在运行的代码逻辑都阻塞时，这个进程才会阻塞。
