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目录
1.线程是什么
2.Linux中的线程
重新理解进程
3.线程的优缺点
优点
缺点
1.线程是什么
学习Linux线程之前呢，首先要弄清楚一般的线程，而学习一般的线程之前呢需要弄清楚什么是进程。你可能在一些书本上看到过这样的定义 “进程就是加载到内存中的程序”，这句话不能说他错了，但是呢不够准确，一个程序被加载到内存之后，其本质是这个程序的代码和数据被加载到内存了，操作系统需要为加载到内存的程序创建PCB数据结构，所以，进程 = PCB数据结构+代码和数据，而线程就是进程内部的一个执行分支。
我们可以 以函数为例来理解，我们把每个函数单独的看成一个执行分支，每个函数在执行的时候，只会运行函数自己的代码，多个函数共同瓜分了进程的代码。
我们以下面这段代码来理解：
#include <iostream>
#include <unistd.h>
using namespace std;void func1()
{int cnt = 5;while(cnt--){cout << "Hello I am func1, I am running" << endl;sleep(1);}
}void func2()
{int cnt = 5;while(cnt--){cout << "Hello I am func2, I am running" << endl;sleep(1);}
}int main()
{func1();func2();return 0;
}既然线程是进程内部的一个执行分支，那就说明进程内部可以存在多个线程，而操作系统中也可以存在多个进程，于是，他们之间的关系可以用下面这张图表示：
- 我们以前说的进程就是单线程进程。
- 以前的多线程就是多个单线程进程。
2.Linux中的线程
我们已经知道一般的线程是什么了，那Linux中的线程是怎样的呢？
在Linux系统中未来肯定会存在多个线程，操作系统肯定要管理好多个线程，所以操作系统的设计者需要为线程设计数据结构，例如Linux进程的数据结构是struct task_struct。
操作系统的设计者认线程和进程都是执行流，具有极高的相似性，并且进程的算法和数据结构已经很完善了，没有必要再单独为线程设计数据结构和算法，于是在Linux系统中，线程的设计是直接模拟进程，复用进程的数据结构和算法。
Linux系统中，线程的设计复用进程的数据结构和算法，所以，Linux系统中描述线程的数据结构还是task_struct，只不过对于CPU来说，现在的 task_struct 比以前的 task_struct 更加的轻量化一些了，所以，在Linux系统中，线程其实就是轻量级进程。未来，不管是进程还是线程，CPU只要看到了task_struct，就会拿过来运行调度，所以，在Linux中，所有的调度执行流都叫做轻量级进程。
Linux中 进程 线程 示意图：
- 线程在进程内部运行，本质是在进程地址空间内运行。进程内部的所有线程共享一个 进程地址空间，透过进程地址空间，可以看到进程的大部分资源，将进程资源合理分配给每个执行流，就形成了线程执行流。
重新理解进程
以前我们对进程的理解是站在调度的角度，现在有了线程，我们对进程的理解应该站在系统资源的角度进行理解。
从内核的观点出发，进程其实是承担系统资源分配的基本实体，线程是CPU调度的基本单位。
举个例子：我们这个社会上存在了太多的资源，比如车子、房子、票子，而每个家庭就是承担社会资源的基本实体，家庭中由很多人，爸爸负责赚钱养家，妈妈负责貌美如花，你就负责上学，每个人其实就相当于家庭内部的执行流。
线程共享进程的数据，但是线程也有自己独立的一部分数据：
- 独立的栈结构
- 线程的硬件上下文数据
- 线程ID
- 信号屏蔽字
- 调度优先级
3.线程的优缺点
优点
1.创建一个新线程的代价要比创建一个新进程小得多。
- 创建一个线程只需要创建task_struct结构即可，而创建一个进程不仅需要创建task_struct结构，还需要创建 进程地址空间、页表，并且还要在页表中建立蓄力地址和物理地址的映射关系。
2.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。
- 无论是线程还是进程，在被切换的时候都需要保存自己的进程上下文，而线程的上下文只比进程的上下文少一点。那为什么说线程切换比进程切换需要操作系统做的工作很少呢？
- 这是因为CPU内部有一个叫做Cache的缓存硬件，CPU会根据 局部性原理 将当前进程运行所的需要的数据周围的数据都加载到Cache缓存中，以此减少CPU和内存之间的IO次数，来提高运行效率。
- 进程切换的时候，Cache中的数据是要被清空的，并且重新将自己的数据加载到Cache缓存中，这个过程需要和外设进行IO，是一个很缓慢的过程。
- 而线程切换不一样，线程是进程内部的执行流，线程切换的时候不需要清空Cache缓存中的数据，也就不需要和外设进行IO，因此操作系统做的工作很少。
3.线程占用的资源要比进程少很多。
- 线程只是进程内部的一个执行分支，并且被称为轻量级进程。
4.能充分利用多处理器的可并行数量。
- 有了线程之后，进程内部就可以有多个执行流，多个执行流可以在不同的处理器下排队被调度，能够充分发挥出多处理器的运行效率。
5.在等待慢速I/O操作结束的同时，程序可执行其他的计算任务。
- 进程让内部不同的执行流（线程）执行不同的任务，提高总体任务的完成效率。
6.计算密集型应用，为了能在多处理器系统上运行，将计算分解到多个线程中实现。
7.I/O密集型应用，为了提高性能，将I/O操作重叠，线程可以同时等待不同的I/O操作。
缺点
性能损失
- 一个很少被外部事件阻塞的计算密集型线程往往无法与共它线程共享同一个处理器。如果计算密集型线程的数量比可用的处理器多，那么可能会有较大的性能损失，这里的性能损失指的是增加了额外的同步和调度开销，而可用的资源不变。
健壮性降低
- 编写多线程需要更全面更深入的考虑，在一个多线程程序里，因时间分配上的细微偏差或者因共享了不该共享的变量而造成不良影响的可能性是很大的，换句话说线程之间是缺乏保护的。
缺乏访问控制
- 进程是访问控制的基本粒度，在一个线程中调用某些OS函数会对整个进程造成影响。也就是说，在线程中调用一个函数失败之后，整个进程就退出了。
编程难度提高
- 编写与调试一个多线程程序比单线程程序困难得多。