浅谈操作系统中用户级线程与内核级线程的优缺点

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用户级线程

用户级线程是创建与管理由用户程序直接实现的线程。在用户级实现线程的过程中，当一个线程阻塞时，其它的线程照样可以继续运行。因此，用户级线程可有效利用多核处理器的特性。

优点：

• 创建和切换线程耗时较短。
• 不会阻塞内核，也不会影响到其它进程。
• 没有内核线程的统计和调度，所以不会影响到整体性能。
• 可以更容易地进行多线程编程。

// 创建一个用户级线程
pthread_t thread;
pthread_create(&thread, NULL, thread_function, NULL);

// 等待线程结束
pthread_join(thread, NULL);

// 线程函数
void *thread_function(void *arg) {
  // 线程要做的事情
  return NULL;
}

缺点：

• 没有内核的支持，用户级线程很容易被其它进程或线程所阻塞。
• 用户级线程无法访问内核，也无法使用内核提供的资源。
• 用户级线程间的通信和同步比较困难。

内核级线程

内核级线程由内核创建和管理，与用户级线程不同，内核级线程由内核直接实现。

优点：

• 由内核直接实现，拥有更高的执行优先级。
• 效率更高，因为内核级线程可以在多个CPU上同时运行。
• 更容易与内核交互，可以访问内核资源。
• 内核级线程的通信和同步比较容易。

// 创建一个内核级线程
thread_t tid;
kern_return_t kret = thread_create(NULL, &tid);
if (kret != KERN_SUCCESS) {
  // 线程创建失败
}

// 等待线程结束
thread_join(tid);

// 线程函数
void *thread_function(void *arg) {
  // 线程要做的事情
  return NULL;
}

缺点：

• 创建和切换线程会消耗更多的系统资源。
• 可能阻塞内核，从而影响到其它进程，影响整体性能。
• 线程的创建和管理需要更多的内核支持。