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wzjs 2025/7/26 16:30:34

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一、线程

1、线程是什么？

在传统的操作系统设计中，进程是资源分配的基本单位，每个进程都拥有独立的地址空间、页表和至少一个控制线程。
单一进程有多个线程的时候。这些线程虽然能独立执行，但是它们共享同一进程的地址空间及其中的所有数据
线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位，是进程中的实际运作单元。
进程是资源独立，线程是资源共享。且2者都有调度能力。

一个进程的创建实际上伴随着其task_struct结构体、进程地址空间（mm_struct）以及页表的创建，虚拟地址和物理地址就是通过页表建立映射的。

在这里插入图片描述

二、线程的使用

1、功能

1.1、资源共享

多个线程共享一个进程的地址空间，共享了资源。
- 混合共享（有用户空间和内核空间）

1.2、轻量级和高效性

比起进程，线程是更加轻量级的执行单元。
由于进程要管理一些文件信息，而线程不管理这些信息，导致线程的创建和销毁比进程快的多。

1.3、性能提升

在涉及大量计算和I/O处理的场景中，多线程编程能够显著提升应用程序的性能。
- 例如，在Web服务器中，一个线程可以处理客户端的连接请求，而另一个线程则负责从磁盘读取数据并准备响应。这种并行处理方式提高了服务器的吞吐量和响应速度。

2、多线程的解决方案

当多任务进行任务切换的时候，就会导致开销大。比如：web服务器（万维网服务器）。

在这里插入图片描述

3、单线程的解决方案

单线程会导致前一个请求未完成时，后续请求必须等待或者CPU在等待I/O期间处于闲置状态等等问题。
- 解决方法：
  - 改为IO复用模型epoll：核心思想是使用单个线程通过系统调用同时监控多个I/O事件，当某个I/O操作就绪时才进行处理。
  - 非阻塞的状态机模型：核心思想是所有I/O操作都设置为非阻塞模式，通过状态机管理请求处理流程。