用户级线程和内核级线程的区别(用户级线程和内核级线程有何区别)

dylinchen 1653 2022-12-02

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计算机操作系统的问题:用户级线程和内核级线程的区别联系?

内核级线程是操作系统内核实现、管理和调度的一种线程。由于有操作系统管理,所以操作系统是知道线程的存在,并为其安排时间片,管理与其有关的内核对象。因为内核级线程是由内核来管理,所以每次线程创建、切换都要执行一个模式切换例程,所以内核级线程效率比较低,而且内核级线程的调度是由操作系统的设计者来决定的,所以缺乏灵活性。但是内核级线程有一个有点就是当一个进程的某个线程因为一个系统调用或者缺页中断而阻塞时,不会导致该进程的所有线程阻塞。

内核级线程的优点: 较好的并行能力,一个进程内的线程阻塞不会影响该进程内的其他线程

内核级线程的缺点: 线程管理的开销过大,缺乏灵活性。

用户级线程是通过运行在用户态的运行时库来管理的,其优点是,线程的一切(包括调度、创建)都可以完全由用户自己决定,所以具有较高的灵活性。而且由于是在用户态上进行管理,所以就省去了内核管理的开销,所以具有高效率。 但是用户级线程有一个致命的缺点:一个进程内的某一个线程阻塞将导致整个进程内的所有线程全部阻塞。而且由于用户级线程没有时间片概念,所以每个线程必须运行一段时间后将CPU让个其他的线程使用,否则,该线程将独占CPU。

用户级线程的优点: 有较高的灵活性和高效率

用户级线程的缺点: 较差并发能力

由于两种线程通常都不能满足用户的需要,所以一些研究者开始研究新型的线程系统,比较好的线程系统是1993年几个国外的研究者提出的 调度程序激活机制的线程实现方法。

这种方法是介于内核级线程和用户级线程之间的一种线程,同时具有两种线程的优点。要了解更多关于调度激活机制,可以Hi我!!!

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用户线程和内核线程的区别

内核线程建立和销毁都是由操作系统负责、通过系统调用完成的,操作系统在调度时,参考各进程内的线程运行情况做出调度决定,如果一个进程中没有就绪态的线程,那么这个进程也不会被调度占用CPU。

和内核线程相对应的是用户线程,用户线程指不需要内核支持而在用户程序中实现的线程,其不依赖于操作系统核心,用户进程利用线程库提供创建、同步、调度和管理线程的函数来控制用户线程。用户线程多见于一些历史悠久的操作系统,例如Unix操作系统,不需要用户态/核心态切换,速度快,操作系统内核不知道多线程的存在,因此一个线程阻塞将使得整个进程(包括它的所有线程)阻塞。由于这里的处理器时间片分配是以进程为基本单位,所以每个线程执行的时间相对减少为了在操作系统中加入线程支持,采用了在用户空间增加运行库来实现线程,这些运行库被称为“线程包”,用户线程是不能被操作系统所感知的。

引入用户线程,具体而言,有以下四个方面的优势:

(1)可以在不支持线程的操作系统中实现。

(2)创建和销毁线程、线程切换代价等线程管理的代价比内核线程少得多。

(3)允许每个进程定制自己的调度算法,线程管理比较灵活。

(4)线程能够利用的表空间和堆栈空间比内核级线程多。

用户线程的缺点主要有以下两点:

(1)同一进程中只能同时有一个线程在运行,如果有一个线程使用了系统调用而阻塞,那么整个进程都会被挂起。

(2)页面失效也会产生类似的问题。

内核线程的优缺点刚好跟用户线程相反。实际上,操作系统可以使用混合的方式来实现线程。

用户级线程和内核级线程的区别

linux下线程分为用户级线程和内核级线程,在内核来看,线程和进程是一样的,本质上没有区别内核提供的是创建进程的接口do_fork()。内核提供了两个系统调用clone()和fork(),最终都用不同的参数调用do_fork()核内API。当然,要想实现线程,没有核心对多进程(其实是轻量级进程)共享数据段的支持是不行的,因此,do_fork()提供了很多参数,包括CLONE_VM(共享内存空间)、CLONE_FS(共享文件系统信息)、CLONE_FILES(共享文件描述符表)、CLONE_SIGHAND(共享信号句柄表)和CLONE_PID(共享进程ID,仅对核内进程,即0号进程有效)。当使用fork系统调用时,内核调用do_fork()不使用任何共享属性,进程拥有独立的运行环境,而使用pthread_create()来创建线程时,则最终设置了所有这些属性来调用__clone(),而这些参数又全部传给核内的do_fork(),从而创建的“进程”拥有共享的运行环境,只有栈是独立的,由__clone()传入。

用户级线程和内核支持线程有何区别

用户级线程和内核级线程的区别:

(1)内核支持线程是OS内核可感知的,而用户级线程是OS内核不可感知的。

(2)用户级线程的创建、撤消和调度不需要OS内核的支持,是在语言(如Java)这一级处理的;而内核支持线程的创建、撤消和调度都需OS内核提供支持,而且与进程的创建、撤消和调度大体是相同的。

(3)用户级线程执行系统调用指令时将导致其所属进程被中断,而内核支持线程执行系统调用指令时,只导致该线程被中断。

(4)在只有用户级线程的系统内,CPU调度还是以进程为单位,处于运行状态的进程中的多个线程,由用户程序控制线程的轮换运行;在有内核支持线程的系统内,CPU调度则以线程为单位,由OS的线程调度程序负责线程的调度。

(5)用户级线程的程序实体是运行在用户态下的程序,而内核支持线程的程序实体则是可以运行在任何状态下的程序。

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