Linux线程类型简介

摘要：本文主要介绍Linux线程类型，分别从四个方面进行详细的阐述：线程的概念，用户级线程和内核级线程，轻量级线程以及Linux线程管理。通过本文可以了解Linux系统中不同类型的线程，以及其优缺点和适用范围。

图片：

一、线程的概念

线程是进程中的一个执行单元，可以并发执行，但是共享进程资源。每个线程都有自己的堆栈和寄存器，线程之间的切换成本相对较低，便于提高程序的并发性和响应能力。

Linux系统中线程主要分为用户级线程和内核级线程两种类型。

二、用户级线程和内核级线程

用户级线程是在用户空间中创建和管理的，完全由应用程序自行维护，内核不可感知。用户级线程可以充分利用现代多核处理器的优势，可以在一个进程中创建多个线程，每个线程独立执行，但是线程之间不能协调地访问内核资源，也不能利用多核处理器提高整个进程的并发性。

内核级线程是由内核管理的，内核负责线程的创建、上下文切换和调度，也负责处理线程之间的并发和同步问题，因此内核级线程可以充分利用多核处理器的并行性，但是线程切换成本较高，需要频繁地进入内核态，影响系统性能。

选择哪种类型的线程主要取决于应用场景和需求。对于需要充分利用多核处理器性能，同时需要协调、同步线程访问内核资源的场景，可以选择内核级线程。而对于不需要协调访问内核资源，但是需要充分利用多核性能，可以选择用户级线程。

三、轻量级线程

轻量级线程是一种半用户态、半内核态的线程实现方式。在其它操作系统上，轻量级线程一般采用库函数来实现，比如Windows中的Fiber和Solaris中的LWP。Linux系统中的轻量级线程实现主要有两种：Green Thread和NPTL。

Green Thread是Linux早期的轻量级线程库，由用户态线程实现，不依赖内核线程，可以在同一个进程中模拟多线程并行。但是由于Green Thread不依赖内核，线程调度和同步需要用户自行手动实现，容易出现死锁和饥饿等问题。

NPTL全称为Native Posix Thread Library，是当前Linux系统默认的线程库，用于实现用户级线程和内核级线程之间的协调工作。NPTL采用基于线程的方式实现多核并发，同时也可以像Green Thread一样支持用户级线程。相比Green Thread，NPTL在功能和性能上都有很大地提升，成为Linux系统中优秀的线程库实现。

四、Linux线程管理

Linux系统中线程管理可以通过pthread库实现。线程的创建、销毁和同步均由pthread库提供的API函数实现。其中pthread_create()用于线程的创建，pthread_join()用于线程的同步等。

与线程相关的还有linux中的进程信号量，信号量是用于进程间通信与同步的手段。在Linux中主要有两种类型的信号量：System V IPC信号量和POSIX信号量。System V IPC信号量是最早的进程间通信IPC机制，相比POSIX信号量功能较单一，而且接口较为复杂。而POSIX信号量在功能上要好于System V IPC信号量，也更易于使用。