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Author: TsinghuaDatabaseGroup

lec11/p1-thread.md

@@ -361,7 +361,7 @@ main: end
 ##### 用户态管理且用户态运行的线程
 
 - 在用户态实现线程的管理与运行，操作系统感知不到这类线程的存在
-   -  POSIX Pthreads，Mach C-threads，Solaris threads
+   -  GNU Pth (Portable Threads)，Mach C-threads，Solaris threads
    - 别名：用户态线程(User-level Thread)、绿色线程(Green Thread)、有栈协程(Stackful Coroutine)、纤程(Fiber)
 
 ![bg right:45% 100%](figs/usr-thread.png)
@@ -372,6 +372,8 @@ main: end
 
 - 由一组用户级的线程库函数来完成线程的管理，包括线程的创建、终止、同步和调度等
 
+   -  GNU Pth (Portable Threads)，Mach C-threads，Solaris threads
+   - 别名：用户态线程(User-level Thread)、绿色线程(Green Thread)、有栈协程(Stackful Coroutine)、纤程(Fiber)
 ![bg right:45% 100%](figs/usr-thread.png)
 
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@@ -443,12 +445,23 @@ main: end
 ##### 内核态管理且用户态运行的线程 
 
 - 一个进程中可以包括多个线程
-   - Windows内核的设计 
-   - rCore/uCore内核的设计
-- 一个进程中只包括一个线程
-  - Linux内核的设计
+  - Windows NT 内核支持线程，每个线程都是内核对象
+  
+  - Linux-2.6 + glibc-2.3开始支持POSIX thread标准 
+  - rCore/uCore内核的设计
+  - 主流：一个用户线程对应一个内核的线程控制块，由内核管理和调度
+![bg right:40% 100%](figs/kernel-thread.png)
 
-![bg right:45% 100%](figs/kernel-thread.png)
+---
+
+##### 线程的上下文切换
+
+线程是调度的基本单位，而进程则是资源拥有的基本单位。
+
+- 不同进程中的线程切换：进程上下文（如页表等）需要切换
+- 相同进程中的线程切换：虚拟内存等**进程资源**不需切换，只需要切换**线程的私有数据、寄存器**等不共享的数据
+
+![bg right:40% 100%](figs/kernel-thread.png)
 
 ---
 
@@ -470,6 +483,8 @@ main: end
 - 内存占用：多线程`fork()`会复制整个进程的地址空间，包括所有线程所拥有的栈、寄存器和锁等资源
 - 性能下降：多线程`fork()`的开销较大，可能会影响应用程序的性能
 
+可采用：限制线程中调用 fork()、使用 pthread_atfork() 在 fork() 前后统一加/解锁来防止子进程死锁等方法，来避免这些问题。
+
 <!--
 因此，在多线程应用程序中，建议谨慎使用 fork()，尤其是当涉及到共享资源和锁时。可以采用其他技术来实现进程间通信和同步，例如共享内存、消息队列和信号量等。
 -->
@@ -575,30 +590,21 @@ main: end
 
 ##### 轻量级进程：双态管理的线程
 
-轻量级进程（Light-Weight Process，LWP）是内核支持的用户线程
-* 一个进程可有一个或多个 LWP，每个 LWP 是跟内核线程一对一映射的，也就是 LWP 都是由一个内核线程支持。 
-* 在 LWP 之上也可使用用户线程。
+轻量级进程（Light-Weight Process，LWP）
+* 定义：LWP 是用户线程库与内核线程之间的中间数据结构，向用户线程库呈现为“可调度虚拟 CPU”。用户线程可被映射到一个或多个 LWP 上，由用户态调度器在这些 LWP 上切换执行。
+* 每个 LWP 是跟内核线程一对一映射的，即一个LWP 绑定到一个内核线程。 
+* 一个进程可包含多个LWP，一个LWP 可对应多个用户线程，一个用户线程也可对应多个LWP。
 
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 ##### 轻量级进程与用户线程的对应关系
 
-- 1 : 1，即一个 LWP 对应 一个用户线程：Linux, JVM 
-  - 取消用户态管理，内核管理线程
-- N : 1，即一个 LWP 对应多个用户线程：与OS无关的Green Thread 
-  - 内核态仅管理包含多个线程的进程，用户态的线程运行时管理线程
-- M : N，即多个 LWP 对应多个用户线程：Solaris OS, Go runtime
-  - 用户态线程运行时和内核协同进行管理
-
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+- 1 : 1（主流），即一个用户线程对应一个LWP。如Linux内核管理和调度用户线程
+- M : 1（非主流），即多个用户线程对应一个LWP。如Green Thread，内核仅管理包含多个线程的进程，用户态的线程运行时管理线程。
+- M : N（非主流），即多个用户线程对应多个LWP。如Solaris OS通过用户态线程运行时和内核协同，对用户态线程进行管理和调度。
 
-##### 轻量级进程实例
-
-M : N线程模型
-- Solaris 操作系统+C线程运行时库
-- Go语言+Go运行时库+OS
 
-![bg right:50% 100%](figs/lwp2.png)
+![bg right:40% 100%](figs/lwp2.png)
 
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@@ -613,12 +619,14 @@ M : N线程模型
 
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-##### 线程的上下文切换
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-线程是调度的基本单位，而进程则是资源拥有的基本单位。
+##### 轻量级进程实例（M : N线程模型）
+- Solaris 操作系统+C线程运行时库
+- 曾在 Solaris（≤ 8）、HP-UX（11i v1.6+）、AIX（4.3.1–7.3）、IRIX、Tru64 UNIX 中得到过真实应用
+- 实现复杂度高：调试和维护难度大
+- 性能不稳定：切换代价和同步开销往往抵消 M:N 本应带来的优势
+- 现代硬件多核/多处理器环境下，1:1 模型能更直接地映射并行需求
 
-- 不同进程中的线程切换：进程上下文切换
-- 相同进程中的线程切换：虚拟内存等**进程资源**保持不动，只需要切换**线程的私有数据、寄存器**等不共享的数据
+![bg right:40% 100%](figs/lwp2.png)
 
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