執行緒有哪些主要介紹與特點

　　執行緒是程序中的一個實體，是被系統獨立排程和分派的基本單位。以下是由小編整理的執行緒的內容，希望大家喜歡!

　　執行緒的介紹

　　執行緒，有時被稱為輕量級程序***Lightweight Process，LWP***，是程式執行流的最小單元。一個標準的執行緒由執行緒ID，當前指令指標***PC***，暫存器集合和堆疊組成。另外，執行緒自己不擁有系統資源，只擁有一點兒在執行中必不可少的資源，但它可與同屬一個程序的其它執行緒共享程序所擁有的全部資源。一個執行緒可以建立和撤消另一個執行緒，同一程序中的多個執行緒之間可以併發執行。由於執行緒之間的相互制約，致使執行緒在執行中呈現出間斷性。執行緒也有就緒、阻塞和執行三種基本狀態。就緒狀態是指執行緒具備執行的所有條件，邏輯上可以執行，在等待處理機;執行狀態是指執行緒佔有處理機正在執行;阻塞狀態是指執行緒在等待一個事件***如某個訊號量***，邏輯上不可執行。每一個程式都至少有一個執行緒，若程式只有一個執行緒，那就是程式本身。

　　執行緒是程式中一個單一的順序控制流程。程序內一個相對獨立的、可排程的執行單元，是系統獨立排程和分派CPU的基本單位指執行中的程式的排程單位。在單個程式中同時執行多個執行緒完成不同的工作，稱為多執行緒。

　　執行緒的特點

　　在多執行緒OS中，通常是在一個程序中包括多個執行緒，每個執行緒都是作為利用CPU的基本單位，是花費最小開銷的實體。執行緒具有以下屬性。

　　1***輕型實體

　　執行緒中的實體基本上不擁有系統資源，只是有一點必不可少的、能保證獨立執行的資源。

　　執行緒的實體包括程式、資料和TCB。執行緒是動態概念，它的動態特性由執行緒控制塊TCB***Thread Control Block***描述。TCB包括以下資訊：

　　***1***執行緒狀態。

　　***2***當執行緒不執行時，被儲存的現場資源。

　　***3***一組執行堆疊。

　　***4***存放每個執行緒的區域性變數主存區。

　　***5***訪問同一個程序中的主存和其它資源。

　　用於指示被執行指令序列的程式計數器、保留區域性變數、少數狀態引數和返回地址等的一組暫存器和堆疊。

　　2***獨立排程和分派的基本單位。

　　在多執行緒OS中，執行緒是能獨立執行的基本單位，因而也是獨立排程和分派的基本單位。由於執行緒很“輕”，故執行緒的切換非常迅速且開銷小***在同一程序中的***。

　　3***可併發執行。

　　在一個程序中的多個執行緒之間，可以併發執行，甚至允許在一個程序中所有執行緒都能併發執行;同樣，不同程序中的執行緒也能併發執行，充分利用和發揮了處理機與外圍裝置並行工作的能力。

　　4***共享程序資源。

　　在同一程序中的各個執行緒，都可以共享該程序所擁有的資源，這首先表現在：所有執行緒都具有相同的地址空間***程序的地址空間***，這意味著，執行緒可以訪問該地址空間的每一個虛地址;此外，還可以訪問程序所擁有的已開啟檔案、定時器、訊號量機構等。由於同一個程序內的執行緒共享記憶體和檔案，所以執行緒之間互相通訊不必呼叫核心。

　　執行緒與程序的比較

　　程序是資源分配的基本單位。所有與該程序有關的資源，都被記錄在程序控制塊PCB中。以表示該程序擁有這些資源或正在使用它們。

　　另外，程序也是搶佔處理機的排程單位，它擁有一個完整的虛擬地址空間。當程序發生排程時，不同的程序擁有不同的虛擬地址空間，而同一程序內的不同執行緒共享同一地址空間。

　　與程序相對應，執行緒與資源分配無關，它屬於某一個程序，並與程序內的其他執行緒一起共享程序的資源。

　　執行緒只由相關堆疊***系統棧或使用者棧***暫存器和執行緒控制表TCB組成。暫存器可被用來儲存執行緒內的區域性變數，但不能儲存其他執行緒的相關變數。

　　通常在一個程序中可以包含若干個執行緒，它們可以利用程序所擁有的資源。在引入執行緒的作業系統中，通常都是把程序作為分配資源的基本單位，而把執行緒作為獨立執行和獨立排程的基本單位。由於執行緒比程序更小，基本上不擁有系統資源，故對它的排程所付出的開銷就會小得多，能更高效的提高系統內多個程式間併發執行的程度，從而顯著提高系統資源的利用率和吞吐量。因而近年來推出的通用作業系統都引入了執行緒，以便進一步提高系統的併發性，並把它視為現代作業系統的一個重要指標。

　　執行緒與程序的區別可以歸納為以下4點：

　　1***地址空間和其它資源***如開啟檔案***：程序間相互獨立，同一程序的各執行緒間共享。某程序內的執行緒在其它程序不可見。

　　2***通訊：程序間通訊IPC，執行緒間可以直接讀寫程序資料段***如全域性變數***來進行通訊——需要程序同步和互斥手段的輔助，以保證資料的一致性。

　　3***排程和切換：執行緒上下文切換比程序上下文切換要快得多。

　　4***在多執行緒OS中，程序不是一個可執行的實體。

　　執行緒的基本屬性

　　在多執行緒OS中，通常是在一個程序中包括多個執行緒，每個執行緒都是作為利用CPU的基本單位，是花費最小開銷的實體。執行緒具有以下屬性。

　　1***輕型實體

　　執行緒中的實體基本上不擁有系統資源，只是有一點必不可少的、能保證獨立執行的資源，比如，在每個執行緒中都應具有一個用於控制執行緒執行的執行緒控制塊TCB，用於指示被執行指令序列的程式計數器、保留區域性變數、少數狀態引數和返回地址等的一組暫存器和堆疊。

　　2***獨立排程和分派的基本單位。

　　在多執行緒OS中，執行緒是能獨立執行的基本單位，因而也是獨立排程和分派的基本單位。由於執行緒很“輕”，故執行緒的切換非常迅速且開銷小。

　　3***可併發執行。

　　在一個程序中的多個執行緒之間，可以併發執行，甚至允許在一個程序中所有執行緒都能併發執行;同樣，不同程序中的執行緒也能併發執行。

　　4***共享程序資源。

　　在同一程序中的各個執行緒，都可以共享該程序所擁有的資源，這首先表現在：所有執行緒都具有相同的地址空間***程序的地址空間***，這意味著，執行緒可以訪問該地址空間的每一個虛地址;此外，還可以訪問程序所擁有的已開啟檔案、定時器、訊號量機構等。

執行緒的特點