Linux内核入门（十二）—— 新朋友：多线程
- 前言
- 进程与线程
- 关于线程的术语
前言
停更了一段时间，是去海康实习去了，最近要准备秋招，继续学习内核有关的知识。
前几篇我们看了进程间的通信，御三家：共享内存、消息队列、信号量。差信号量没写，为啥不写，因为这次要说的线程里也有信号量，我们先看看这个信号量，再回头去看进程里的信号量。
进程与线程
几乎所有的嵌入式笔试和面试题都会问到：进程和线程有什么区别？
学过操作系统的同学可能很快就回答上，然鹅对于博主这样的废废，第一次听到这样的问题着实不知道答案，回去搜，网上给出的答案大概是：
进程是资源分配的基本单位；
线程是CPU调度的基本单位。
死记硬背吧，容易忘，还容易窜词。真要记住，还是得理解！
- 为什么要用线程？
前面我们学过用进程创建子进程，还学过进程间通信，按理说，用多进程就能实现同时处理多个任务，现在又来了个线程，这不是多此一举吗？
其实从20世纪60年代提出进程的概念之后，使得多个程序可以实现并发执行(单CPU中)，改善了资源的利用效率，提高了系统的吞吐量。（并发：理解为看着像是好多任务同时进行，下面会讲）
这时，还没有linux线程这个说法，人们用进程也能生活得很快乐。
不过渐渐的，人们发现：在进程的推进过程中，系统必须进行一系列的操作，如创建进程、撤销进程、切换进程等。由于进程是一个资源的拥有者，所以在执行这些操作的时候系统要进行资源的分配与回收，现场的保存与恢复等工作。系统为此要付出较大的时间与空间开销。
进程用着不够快乐！
前面我们学过，进程间的资源是相互独立的，两个进程间通信麻烦的要死，又是管道，又是消息队列，我进程开多了，消耗的空间也多。那有没有一种，更轻量化的机制，他们之间能共享一些东西，又能同时运行呢？
就像租房，每个房间都配厨房，淋浴，客厅太浪费，我可以几个房间共享一套，这样不是美滋滋？
于是线程的概念应运而生：进程只需要负责分配资源，调度和执行的工作由线程来做。Linux下的线程实际上是一个轻量级进程，线程在CPU面前伪装成一个进程，其实线程自己几乎没有系统资源（有的只是一点维持自身存在的资源），资源都是属于进程的，线程与线程间，就像一套公寓里的租客一样，共用进程的资源。
这张图描绘了，线程是如何在CPU面前伪装成一个进程，骗取CPU来执行它，右边看不懂可以不看，只要知道mm_struct是内存就好。图一的task_struct是正儿八经的进程，有自己独立的虚拟地址空间(mm_struct)，而图二是多个线程共用进程的虚拟地址空间，从cpu的角度看，好像有多个进程。
如此这般，我们就很容易理解线程的一些特点了：
- 创建一个新线程的代价要比创建一个新进程小很多
- 与进程之间的切换相比，线程之间的切换需要操作系统做的工作要少很多
- 线程占用的资源要比进程少很多
- 能充分利用多处理器的可并行数量
- 在等待慢速I/O操作的同时，程序可执行其他的计算任务
关于线程的术语
有：并发、并行、同步、异步
- 并发与并行
单核CPU时代，我们可以在登QQ的同时，还能上网冲浪，还能下载学习资料，cpu其实是轮着执行这些任务的，只是轮的很快，看起来任务是同时运行的。这叫做”并发“。
多核CPU时代，很多的PC都号称”八核十六线程“，有8个CPU，多个任务在多个处理器上运行，实现了真正意义上的同时运行多任务。这叫做”并行“。 - 同步与异步
在多线程执行任务时，还是之前租公寓的例子，想象你就是线程，一个租客，另一个线程A君买了一个西瓜，叫上你一起吃。那么这里出现了一个资源：西瓜；两个任务：A君要切西瓜；而你要吃西瓜。你得等A君切好了才能吃西瓜，一个线程必须等待另一个线程完成才能进行，顺序不能乱，这就叫”同步“。
什么叫异步呢？你要去卫生间洗澡，发现卫生间里A君正在洗澡，那我可以先不洗，我去客厅玩会手机，A君洗澡和我玩手机两个任务互不干涉，这就叫”异步“。
下面还有很多知识点，什么阻塞非阻塞，时间片轮，我们以后慢慢弄。