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线程：修订间差异

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'''线程'''（{{lang-en|thread}}）在[[计算机科学]]中，是将[[行程|进程]]划分为两个或多个线程（实例）或子进程，由单处理器（单线程）或[[多處理器|多处理器]]（多线程）或多核处理系统并发执行。
'''线程'''（{{lang-en|thread}}）是[[操作系统]]能夠進行運算[[调度]]的最小單位。大部分情况下，它被包含在[[进程]]之中，是[[进程]]中的實際運作單位。一条线程指的是[[进程]]中一个单一顺序的控制流，一個进程中可以並行多個线程，每条线程并行执行不同的任务。在[[Unix|Unix System V]]及[[SunOS]]中也被称为轻量进程（{{lang|en|lightweight processes}}），但轻量进程更多指内核线程（{{lang|en|kernel thread}}），而把用户线程（{{lang|en|user thread}}）称为线程。

线程是独立调度和分派的基本单位。线程可以为操作系统内核调度的内核线程，如[[Win32]]线程；由用户进程自行调度的用户线程，如{{lang|en|Linux}}平台的{{lang|en|POSIX Thread}}；或者由[[内核]]与用户进程，如[[Windows 7]]的线程，进行混合调度。

同一进程中的多条线程将共享该进程中的全部系统资源，如虚拟地址空间，[[文件描述符]]和[[信号处理]]等等。但同一进程中的多个线程有各自的[[调用栈]]（{{lang|en|call stack}}），自己的[[寄存器环境]]（{{lang|en|register context}}），自己的线程本地存储（{{lang|en|thread-local storage}}）。

一个进程可以有很多线程來處理，每条线程并行执行不同的任务。如果进程要完成的任務很多，這樣需很多线程，也要調用很多核心，在多核或多{{lang|en|[[CPU]]}}，或支持{{lang|en|[[Hyper-threading]]}}的{{lang|en|CPU}}上使用多线程程序设计的好处是显而易见的，即提高了程序的执行吞吐率。以人工作的樣子想象，核心相當於人，人越多則能同時處理的事情越多，而线程相當於手，手越多則工作效率越高。在单{{lang|en|CPU}}单核的计算机上，使用多线程技术，也可以把进程中负责{{lang|en|I/O}}处理、人机交互而常被阻塞的部分与密集计算的部分分开来执行，编写专门的{{lang|en|workhorse}}线程执行密集计算，雖然多工比不上多核，但因為具備多线程的能力，从而提高了程序的执行效率。


== 狀態 ==
== 狀態 ==
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{{lang|en|Pthreads}}线程的头文件是<code><pthread.h></code>。<ref>[http://www.linuxmanpages.com/man3/pthread_create.3thr.php PTHREAD_CREATE] {{Wayback|url=http://www.linuxmanpages.com/man3/pthread_create.3thr.php |date=20180930013359 }}, Linux Man Pages</ref><ref>[https://computing.llnl.gov/tutorials/pthreads/ POSIX Threads Programming] {{Wayback|url=https://computing.llnl.gov/tutorials/pthreads/ |date=20210214062350 }}, High Performance Computing: High Performance Computing</ref>
{{lang|en|Pthreads}}线程的头文件是<code><pthread.h></code>。<ref>[http://www.linuxmanpages.com/man3/pthread_create.3thr.php PTHREAD_CREATE] {{Wayback|url=http://www.linuxmanpages.com/man3/pthread_create.3thr.php |date=20180930013359 }}, Linux Man Pages</ref><ref>[https://computing.llnl.gov/tutorials/pthreads/ POSIX Threads Programming] {{Wayback|url=https://computing.llnl.gov/tutorials/pthreads/ |date=20210214062350 }}, High Performance Computing: High Performance Computing</ref>


===== 创建用户级线程 =====
===== 创建用户线程 =====
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<syntaxhighlight lang="c">int pthread_create(pthread_t * thread, const pthread_attr_t * attr, void *(*start_routine)(void *), void *arg);</syntaxhighlight>


===== 等待用户级线程 =====
===== 等待用户线程 =====
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===== 退出用户级线程 =====
===== 退出用户线程 =====
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<syntaxhighlight lang="c">void pthread_exit(void *retval);</syntaxhighlight>


===== 返回当前用户级线程的线程标识符 =====
===== 返回当前用户线程的线程标识符 =====
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===== 用户级线程的取消 =====
===== 用户线程的取消 =====
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{{lang|en|Win32}}线程的头文件是<code><Windows.h></code>，仅适用于{{lang|en|Windows}}操作系统。<ref>[http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/ms684254(v=vs.85).aspx Multiple Threads (Windows)] {{Wayback|url=http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/ms684254(v=vs.85).aspx |date=20180612163654 }}, MSDN-the microsoft developer network</ref>
{{lang|en|Win32}}线程的头文件是<code><Windows.h></code>，仅适用于{{lang|en|Windows}}操作系统。<ref>[http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/ms684254(v=vs.85).aspx Multiple Threads (Windows)] {{Wayback|url=http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/ms684254(v=vs.85).aspx |date=20180612163654 }}, MSDN-the microsoft developer network</ref>


===== 创建用户级线程 =====
===== 创建用户线程 =====
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2023年7月7日 (五) 05:23的最新版本

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「线程」的各地常用名稱
中国大陸线程
臺灣執行緒
港澳線程

线程（英語：thread）在计算机科学中，是将进程划分为两个或多个线程（实例）或子进程，由单处理器（单线程）或多处理器（多线程）或多核处理系统并发执行。

狀態

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執行緒有四種基本狀態，分別為：

  • 產生（spawn）
  • 阻塞（block）
  • 非阻塞（unblock）
  • 結束（finish）

线程包含要素

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  • 线程内核对象(thread kernel object)
  • 线程环境块(thread environment block, TEB)
  • 用户模式栈(user-mode stack)（unblock）
  • 内核模式栈(kernal-mode stack)(thread environment block, TEB)
  • DLL线程连接(attach)和线程分离(detach)通知(kernal-mode stack)

不同平台的线程

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UNIX International线程

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UNIX International线程简介

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SUN Solaris操作系统使用的线程叫做UNIX International线程，支持内核线程、轻权进程和用户线程。一个进程可有大量用户线程；大量用户线程复用少量的轻权进程，轻权进程与内核线程一一对应。用户级线程在调用核心服务时（如文件读写），需要“捆绑（bound）”在一个LWP上。永久捆绑（一个LWP固定被一个用户级线程占用，该LWP移到LWP池之外）和临时捆绑（从LWP池中临时分配一个未被占用的LWP）。在调用系统服务时，如果所有LWP已被其他用户级线程所占用（捆绑），则该线程阻塞直到有可用的LWP。如果LWP执行系统线程时阻塞（如read()调用），则当前捆绑在LWP上的用户级线程也阻塞。

UNIX International线程的有关API

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UNIX International线程的头文件是<thread.h>。[1]

创建用户级线程
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int thr_create(void * stack_base, size_t stack_size, void *(*start_routine，void *), void * arg, long flags, thread_t * new_thr);

其中flags包括：THR_BOUND（永久捆绑）, THR_NEW_LWP（创建新LWP放入LWP池），若两者同时指定则创建两个新LWP，一个永久捆绑而另一个放入LWP池。

等待用户级线程
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int thr_join(thread_t wait_for, thread_t *dead, void **status);
挂起用户级线程
[编辑]
int thr_suspend(thread_t thr);
继续用户级线程
[编辑]
int thr_continue(thread_t thr);
退出用户级线程
[编辑]
void thr_exit(void *status);
返回当前用户级线程的线程标识符
[编辑]
thread_t thr_self( void );

POSIX线程

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主条目：pthread

POSIX线程简介

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POSIX线程（POSIX threads），简称Pthreads，是线程的POSIX标准。该标准定义了创建和操纵线程的一整套API。在类Unix操作系统（Unix、Linux、Mac OS X等）中，都使用Pthreads作为操作系统的线程[2][3][4]。Windows操作系统也有其移植版pthreads-win32[5]。

POSIX线程的有关API

[编辑]

Pthreads线程的头文件是<pthread.h>。[6][7]

创建用户线程
[编辑]
int pthread_create(pthread_t * thread, const pthread_attr_t * attr, void *(*start_routine)(void *), void *arg);
等待用户线程
[编辑]
int pthread_join(pthread_t thread, void ** retval);
退出用户线程
[编辑]
void pthread_exit(void *retval);
返回当前用户线程的线程标识符
[编辑]
pthread_t pthread_self(void);
用户线程的取消
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int pthread_cancel(pthread_t thread);

Win32线程

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Win32线程简介

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Win32线程是Windows API的一部分，上下文包括：寄存器、核心栈、线程环境块和用户栈。

Win32线程的有关API

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Win32线程的头文件是<Windows.h>，仅适用于Windows操作系统。[8]

创建用户线程
[编辑]
HANDLE WINAPI CreateThread(LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, SIZE_T dwStackSize, LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress, LPVOID lpParameter, DWORD dwCreationFlags, LPDWORD lpThreadId);
结束本线程
[编辑]
VOID WINAPI ExitThread(DWORD dwExitCode);
挂起指定的线程
[编辑]
DWORD WINAPI SuspendThread( HANDLE hThread );
恢复指定线程运行
[编辑]
DWORD WINAPI ResumeThread(HANDLE hThread);
等待线程运行完毕
[编辑]
DWORD WINAPI WaitForSingleObject(HANDLE hHandle, DWORD dwMilliseconds);
返回当前线程的线程标识符
[编辑]
DWORD WINAPI GetCurrentThreadId(void);
返回当前线程的线程句柄
[编辑]
HANDLE WINAPI GetCurrentThread(void);

跨平台的线程

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C++11线程

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主条目：Thread (C++标准库)

C++11线程简介

[编辑]

2011年8月12日，国际标准化组织（ISO）发布了第三个C++标准，即ISO/IEC 14882:2011，简称ISO C++ 11标准。该标准第一次把线程的概念引入C++标准库。Windows平台运行的VS2012和Linux平台运行的g++4.7，都完美支持C++11线程。

C++11线程的有关函数

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C++ 11线程的头文件是<thread>。[9]

创建线程
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std::thread::thread(Function&& f, Args&&... args);
等待线程结束
[编辑]
std::thread::join();
脱离线程控制
[编辑]
std::thread::detach();
交换线程
[编辑]
std::thread::swap(thread& other);

C11线程

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C11线程简介

[编辑]

2011年12月8日，国际标准化组织（ISO）发布了第三个C语言标准，即ISO 9899:2011，简称ISO C 11标准。该标准第一次把线程的概念引入C语言标准库。

C11线程仅仅是个“建议标准”，也就是说100%遵守C11标准的C编译器是可以不支持C11线程的。根据C11标准的规定，只要编译器预定义了 __STDC_NO_THREADS__(C11)，就可以没有<threads.h>头文件，自然也就也没有下列函数。

C11线程的有关函数

[编辑]

C11线程的头文件是<threads.h>。[10]

创建线程
[编辑]
int thrd_create(thrd_t *thr, thrd_start_t func, void *arg);
结束本线程
[编辑]
_Noreturn void thrd_exit( int res );
等待线程运行完毕
[编辑]
int thrd_join(thrd_t thr, int *res);
返回当前线程的线程标识符
[编辑]
thrd_t thrd_current();

Java线程

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  1. 最简单的情况是，Thread/Runnable的run()方法运行完毕，自行终止。
  2. 对于更复杂的情况，比如有循环，则可以增加终止标记变量和任务终止的检查点。
  3. 最常见的情况，也是为了解决阻塞不能执行检查点的问题，用中断来结束线程，但中断只是请求，并不能完全保证线程被终止，需要执行线程协同处理。
  4. IO阻塞和等锁情况下需要通过特殊方式进行处理。
  5. 使用Future类的cancel()方法调用。
  6. 调用线程池执行器的shutdown()和shutdownNow()方法。
  7. 守护线程会在非守护线程都结束时自动终止。
  8. Thread有stop()方法，但已不推荐使用。

参见

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参考资料

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  1. ^ Novell Doc: NDK: Libraries for C (LibC), Volume 2 - UI Thread Functions （页面存档备份，存于互联网档案馆）, NOVELL Worldwide
  2. ^ pthreads (7) 互联网档案馆的存檔，存档日期2013-10-08., UNIX man pages
  3. ^ pthreads (7) （页面存档备份，存于互联网档案馆）, Linux manual page
  4. ^ pthread (3) Mac OS X Developer Tools Manual Page （页面存档备份，存于互联网档案馆）, Apple Developer
  5. ^ POSIX Threads (pthreads) for Win32 （页面存档备份，存于互联网档案馆）, sourceware.org: Free software! Get your fresh hot free software!
  6. ^ PTHREAD_CREATE （页面存档备份，存于互联网档案馆）, Linux Man Pages
  7. ^ POSIX Threads Programming （页面存档备份，存于互联网档案馆）, High Performance Computing: High Performance Computing
  8. ^ Multiple Threads (Windows) （页面存档备份，存于互联网档案馆）, MSDN-the microsoft developer network
  9. ^ std::thread （页面存档备份，存于互联网档案馆）, cppreference.com
  10. ^ Thread support library （页面存档备份，存于互联网档案馆）, cppreference.com
概论
层级
多线程
理论
元素
协调
编程
硬件
API
问题
概述
内核
系统结构
组件
行程管理
概念
调度算法
記憶體管理和資源保护
存储访问和文件系统
操作系统列表
其他概念
检索自“https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=线程&oldid=77978991”