本文參考了使用者態非搶占式執行緒庫實現 一文以及gnu pth 。前者是一種使用者態執行緒庫的簡單實現，屬於乙個很好的demo，後者就是大家熟知的pthread的使用者態實現，比較完善。
keywords: user-space multithreading, pth
所謂多執行緒，簡單講就是能夠讓幾個不同的**片段輪流執行。核心實現多執行緒的方法比較直觀，在每次時鐘中斷到來時或者使用者呼叫syscall陷入核心時進行上下文切換即可。使用者態切換執行緒要解決兩個問題：
1、時機，即何時切換執行緒？
2、方法，即怎樣切換上下文？
為了決定切換時機，需要確定所設計的執行緒庫是可剝奪(preemptive)的還是不可剝奪(non-preemptive)的。一般，使用者態執行緒庫都選擇使用不可剝奪的設計方案，這麼做的好處是將控制權交給使用者，而使用者最了解何時需要放棄執行權。這麼做減少了系統切換次數，實現了最高的cpu利用率，非常適合用於科學計算環境。但是，另一方面這麼做也存在缺點：其它執行緒的響應速度變慢，他們必須等到當前cpu放棄執行權後才能被執行。能不能將使用者執行緒設計成可剝奪的呢？這應該也是可行的。每個使用者執行緒執行一段時間後會被迫暫停執行，被動地將控制權交回給排程器。怎樣才能「被迫暫停執行」？這是方法問題，下面就要講到。
對於不可剝奪方式，需要使用者編寫程式的時候主動呼叫諸如thread_yeild(), thread_wai()之類的函式，這些函式會將當前使用者執行緒的執行上下文儲存起來，然後讓排程器選擇乙個新的使用者執行緒投入執行。底層作業系統提供了一些列的機制支援上下文的獲得和切換，如setjmp,longjmp,getcontext,swapcontext等。使用者態非搶占式執行緒庫實現 一文使用了前面兩個函式，gnu pth 使用了後面兩個函式。可剝奪方式的實現需要更多的作業系統支援，如可以利用alarm函式周期性地產生使用者態中斷，每次中斷到來的時候執行緒庫進行執行緒切換。
單純的使用者態執行緒庫一般都是基於乙個單執行緒程序實現的，一旦使用者執行緒阻塞，這個程序就被阻塞，進而導致整個使用者態執行緒組得不到cpu。基於單程序實現的使用者態執行緒庫在smp/多cpu環境下效能很差，多出來的核無法被執行緒庫利用，這跟當前的微處理器架構發展趨勢十分不符。為了解決這個問題，可以考慮使用一種混合結構：在少量核心執行緒的基礎上實現大量的使用者執行緒。
最後思考乙個問題：為什麼使用者態執行緒庫比核心態執行緒庫具有更高的效能呢？其實使用者態執行緒庫同樣離不開進入核心態這一過程，以getcontext,swapcontex實現方式為例，getcontext要進出一次核心，swapcontex又要進出一次核心，而核心執行緒切換則只需要一次時鐘中斷，只進出核心一次即可。這麼說來，使用者態執行緒庫的效能應該劣於核心態執行緒庫。但是，注意到每次時鐘中斷所做的工作遠遠不止上下文切換這麼簡單，這應該是使用者態執行緒庫更優的原因吧。基於這個分析，如果應用需要建立的執行緒數並不多，二者應該效能相當。但是，一旦執行緒數巨大且切換頻繁，使用者態執行緒庫的優勢就能體現出來了。
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