线程

线程（英語：）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 System V及SunOS中也被称为轻量进程（），但轻量进程更多指内核线程（），而把用户线程（）称为线程。

「线程」的各地常用別名
中国大陸
臺灣
港澳

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，如平台的；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（），自己的寄存器环境（），自己的线程本地存储（）。

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，或支持的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。以人工作的樣子想像，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。在单单核的计算机上，使用多线程技术，也可以把进程中负责处理、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

執行緒有四種基本狀態，分別為：

  • 產生（）
  • 阻塞（）
  • 非阻塞（）
  • 結束（）

线程包含要素
  • 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)（）
  • 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

UNIX International线程简介

操作系统使用的线程叫做线程，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（）”在一个上。永久捆绑（一个固定被一个用户级线程占用，该移到池之外）和临时捆绑（从池中临时分配一个未被占用的）。在调用系统服务时，如果所有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。如果执行系统线程时阻塞（如read()调用），则当前捆绑在上的用户级线程也阻塞。

UNIX International线程的有关API

线程的头文件是<thread.h>。[1]

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

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

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

POSIX线程
主条目：pthread

POSIX线程简介

线程（），简称，是线程的标准。该标准定义了创建和操纵线程的一整套。在类操作系统（、、等）中，都使用作为操作系统的线程[2][3][4]。操作系统也有其移植版pthreads-win32[5]。

POSIX线程的有关API

线程的头文件是<pthread.h>。[6][7]

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

Win32线程简介

线程是的一部分，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

线程的头文件是<Windows.h>，仅适用于操作系统。[8]

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

跨平台的线程

C++11线程简介

2011年8月12日，国际标准化组织（）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。平台运行的和平台运行的g++4.7，都完美支持C++11线程。

C++11线程的有关函数

C++ 11线程的头文件是<thread>。[9]

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

C11线程简介

2011年12月8日，国际标准化组织（）发布了第三个C语言标准，即ISO 9899:2011，简称标准。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

C11线程的头文件是<threads.h>。[10]

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

Java线程
  1. 最简单的情况是，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

参考资料
  1. Novell Doc: NDK: Libraries for C (LibC), Volume 2 - UI Thread Functions, NOVELL Worldwide
  2. pthreads (7) 的存檔，存档日期2013-10-08., UNIX man pages
  3. pthreads (7), Linux manual page
  4. pthread (3) Mac OS X Developer Tools Manual Page, Apple Developer
  5. POSIX Threads (pthreads) for Win32, sourceware.org: Free software! Get your fresh hot free software!
  6. PTHREAD_CREATE, Linux Man Pages
  7. POSIX Threads Programming, High Performance Computing: High Performance Computing
  8. Multiple Threads (Windows), MSDN-the microsoft developer network
  9. std::thread, cppreference.com
  10. Thread support library, cppreference.com
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