标签：操作系统   用户线程   内核线程   多线程   

这两天在写这篇blog的时候，顺带复习操作系统的资料，遇到了一个之前没有弄明白的问题，就是关于内核级线程与用户级线程。在查阅了一些资料之后，发表一下我个人简介。

线程已经在许多系统中实现，到那时各个操作系统实现方式不完全相同。
比如在有的系统中，特倍是一些数据库管理系统如IBM的infomix系统，所实现的用户级线程（UserLevel Threads ，ULT）；而另一些系统如（Mac os的前身Macintosh和OS/2操作系统）所实现的是内核支持线程 （ Kernel Supported threads, KST);还有一些是Solaris操作系统，则同时实现了这两中类型的线程。

KST:

  内核支持线程是在核心空间实现的；内核为每个线程在核心空间中设置了一个线程控制块，用来登记该线程的线程标识符、寄存器值、状态、优先级等信息；所有对线程的操作，如创建、撤消和切换等，都是通过系统功能调用由内核中的相应处理程序完成；设置了内核支持线程的系统，其调度是以线程为单位进行的。

优点：
在多处理器系统中，内核能够同时调度同一进程中多个线程并行执行到多个处理器中；如果进程中的一个线程被阻塞，内核可以调度同一个进程中的另一个线程；内核支持线程具有很小的数据结构和堆栈，线程的切换比较快，切换开销小；内核本身也可以使用多线程的方式来实现。
缺点：
即使CPU在同一个进程的多个线程之间切换，也需要陷入内核，因此其速度和效率不如用户级线程。

ULT:

用户级线程仅存在于用户空间中，与内核无关；就内核而言，它只是管理常规的进程—单线程进程，而感知不到用户级线程的存在；每个线程控制块都设置在用户空间中，所有对线程的操作也在用户空间中由线程库中的函数完成，无需内核的帮助；设置了用户级线程的系统，其调度仍是以进程为单位进行的。
优点：
线程的切换无需陷入内核，故切换开销小，速度非常快；线程库对用户线程的调度算法与OS的调度算法无关，因此，线程库可提供多种调度算法供应用程序选择使用；用户级线程的实现与操作系统平台无关。
缺点：
系统调用的阻塞问题：对应用程序来讲，一个线程的阻塞将导致整个进程中所有线程的阻塞；多线程应用无法享用多处理机系统中多个处理器带来的好处。

组合方式：

内核支持多KST线程的建立、调度和管理，同时，也允许用户应用程序建立、调度和管理用户级线程；一些内核支持线程对应多个用户级线程，程序员可按应用需要和机器配置对内核支持线程数目进行调整，以达到较好的效果。
优点：
同一个进程内的多个线程可以同时在多处理器上并行执行；在阻塞一个线程时，并不需要将整个进程阻塞。

两者比较：

（1）内核支持
用户级线程可在一个不支持线程的OS中实现；
内核支持线程则需要得到OS内核的支持。
（2）处理器分配
在多处理机环境下，对用户级线程而言主，内核一次只为一个进程分配一个处理器，进程无法享用多处理机带来的好处；
在设置有内核支持线程时，内核可调度一个应用中的多个线程同时在多个处理器上并行运行，提高程序的执行速度和效率。

（3）调度和线程执行时间
设置有内核支持线程的系统，其调度方式和算法与进程的调度十分相似，只不过调度单位是线程；
对只设置了用户级线程的系统，调度的单位仍为进程。
因此，在条件相同的情况下，内核支持的线程通常比用户级线程得到更多的CPU执行时间。
（4）切换速度
用户级线程的切换，通常发生在一个应用程序的诸线程之间，而不需要陷入内核，而且切换的规则也很简单，切换速度比内核支持线程至少快一个数量级。

（5）系统调用
在典型OS中，许多系统调用都会引起阻塞。当一个用户级线程执行这些系统调用时，被阻塞的将是整个进程；当一个内核支持线程执行这些系统调用时，内核只阻塞这个线程，但仍可调度其所属进程的其他线程执行。

很多是从CC的ppt上拷贝的，希望会有帮助！

内核级线程与用户级线程

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原文地址：http://blog.csdn.net/liuqiyao_01/article/details/38975975