[操作系统]线程在 Linux 中的实现

线程在 Linux 中的实现

线程机制是现代编程技术中常用的一种抽象概念。该机制提供了在同一程序内共享内存地址空间运行的一组线程。这些线程还可以共享打开的文件和其他资源。线程机制支持并发程序设计技术(concurrent programming)，在多处理器系统上，它也能保证真正的并行处理(parallelism)。Linux 实现线程的机制非常独特。从内核的角度来说，它并没有线程这个概念。Linux把所有的线程都当做进程来实现。内核并没有准备特别的调度算法或是定义特别的数据结构来表征线程。相反，线程仅仅被视为一个与其他进程共享某些资源的进程。每个线程都拥有唯一隶属于自己的 task struct，所以在内核中，它看起来就像是一个普通的进程(只是线程和其他一些进程共享某些资源，如地址空间)。

上述线程机制的实现与Microsoft Windows或是Sun Solaris等操作系统的实现差异非常大。这些系统都在内核中提供了专门支持线程的机制(这些系统常常把线程称作轻量级进程(lightweight processes))。“轻量级进程”这种叫法本身就概括了Linux 在此处与其他系统的差异。在其他的系统中，相较于重量级的进程，线程被抽象成一种耗费较少资源，运行迅速的执行单元。而对于Linux 来说，它只是一种进程间共享资源的手段(Linux的进程本身就够轻量级了)

举个例子来说，假如我们有一个包含四个线程的进程，在提供专门线程支持的系统中，通常会有一个包含指向四个不同线程的指针的进程描述符。该描述符负责描述像地址空间、打开的文件这样的共享资源。线程本身再去描述它独占的资源。相反，Linux仅仅创建四个进程并分配四个普通的 task sturct结构。建立这四个进程时指定他们共享某些资源，这是相当高雅的做法。