使用者線程和核心線程

1.核心級線程:切換由核心控制，當線程進行切換的時候，由使用者态轉化為核心态。切換完畢要從核心态傳回使用者态；可以很好的利用smp，即利用多核cpu。windows線程就是這樣的。使用者态轉化為核心态的時候需要進行上下文的切換，是耗時的操作，因為有寄存器值的儲存裝載，記憶體緩存的失效和載入，中斷程式的執行等。

2. 使用者級線程核心的切換由使用者态程式自己控制核心切換,不需要核心幹涉，少了進出核心态的消耗，但不能很好的利用多核Cpu,目前Linux pthread大體是這麼做的。

線程的實作可以分為兩類：使用者級線程(User-Level Thread)和核心線線程(Kernel-Level Thread)，後者又稱為核心支援的線程或輕量級程序。在多線程作業系統中，各個系統的實作方式并不相同，在有的系統中實作了使用者級線程，有的系統中實作了核心級線程。

使用者線程指不需要核心支援而在使用者程式中實作的線程，其不依賴于作業系統核心，也就是不需要進行系統調用。應用程序利用線程庫提供建立、同步、排程和管理線程的函數來控制使用者線程。不需要使用者态/核心态切換，速度快，作業系統核心不知道多線程的存在，是以一個線程阻塞将使得整個程序（包括它的所有線程）阻塞，線程不存在時間片引起的中斷，是以讓出CPU全靠自覺。由于這裡的處理器時間片配置設定是以程序為基本機關，是以每個線程執行的時間相對減少。

核心線程：由作業系統核心建立和撤銷。核心維護程序及線程的上下文資訊以及線程切換。一個核心線程由于I/O操作而阻塞，不會影響其它線程的運作。Windows NT和2000/XP支援核心線程。

使用者線程運作在一個中間系統上面。目前中間系統實作的方式有兩種，即運作時系統（Runtime System）和核心控制線程。“運作時系統”實質上是用于管理和控制線程的函數集合，包括建立、撤銷、線程的同步和通信的函數以及排程的函數。這些函數都駐留在使用者空間作為使用者線程和核心之間的接口。使用者線程不能使用系統調用，而是當線程需要系統資源時，将請求傳送給運作時，由後者通過相應的系統調用來擷取系統資源。核心控制線程：系統在分給程序幾個輕型程序（LWP），LWP可以通過系統調用來獲得核心提供的服務，而程序中的使用者線程可通過複用來關聯到LWP，進而得到核心的服務。

以下是使用者級線程和核心級線程的差別：

（1）核心支援線程是OS核心可感覺的，而使用者級線程是OS核心不可感覺的。

（2）使用者級線程的建立、撤消和排程不需要OS核心的支援，是在語言（如Java）這一級處理的；而核心支援線程的建立、撤消和排程都需OS核心提供支援，而且與程序的建立、撤消和排程大體是相同的。

（3）使用者級線程執行系統調用指令時将導緻其所屬程序被中斷，而核心支援線程執行系統調用指令時，隻導緻該線程被中斷。

（4）在隻有使用者級線程的系統内，CPU排程還是以程序為機關，處于運作狀态的程序中的多個線程，由使用者程式控制線程的輪換運作；在有核心支援線程的系統内，CPU排程則以線程為機關，由OS的線程排程程式負責線程的排程。

（5）使用者級線程的程式實體是運作在使用者态下的程式，而核心支援線程的程式實體則是可以運作在任何狀态下的程式。

核心線程的優點：

（1）當有多個處理機時，一個程序的多個線程可以同時執行。

缺點：

（1）由核心進行排程。

使用者程序的優點：

（1） 線程的排程不需要核心直接參與，控制簡單。

（2） 可以在不支援線程的作業系統中實作。

（3） 建立和銷毀線程、線程切換代價等線程管理的代價比核心線程少得多。

（4） 允許每個程序定制自己的排程算法，線程管理比較靈活。這就是必須自己寫管理程式，與核心線程的差別

（5） 線程能夠利用的表空間和堆棧空間比核心級線程多。

（6） 同一程序中隻能同時有一個線程在運作，如果有一個線程使用了系統調用而阻塞，那麼整個程序都會被挂起。另外，頁面失效也會産生同樣的問題。

缺點：

（1）資源排程按照程序進行，多個處理機下，同一個程序中的線程隻能在同一個處理機下分時複用