操作系统中用户级线程和内核级线程的区别

在本文中，您将了解用户线程和内核级线程之间的区别。但在讨论区别之前，您必须了解用户级线程和内核级线程及其优缺点。

什么是用户级线程？

与内核级线程相比，用户级线程更小、更快，并且操作系统直接支持用户级线程。用户实现用户级线程，内核对其存在一无所知，并将它们当作单线程进程处理。这些线程由寄存器、程序计数器 (PC)、堆栈和一些小的进程控制块表示。此外，用户级线程同步中没有内核交互。

它也被称为多对一映射线程，因为操作系统将多线程程序中的每个线程分配给一个执行上下文。操作系统将每个多线程进程视为一个单一的执行单元。

用户级线程的优缺点

用户级线程有许多优点和缺点。用户级线程的一些优点和缺点如下：

优点

1. 用户级线程更简单、更快地生成。它们也更容易管理。
2. 用户级线程的线程切换不需要内核模式特权。
3. 它们更具可移植性。
4. 这些线程可以在任何操作系统上运行。

缺点

1. 如果用户级线程执行阻塞操作，则整个进程将被阻塞。
2. 用户级线程不支持系统范围的调度优先级。
3. 它不适用于多处理器系统。

什么是内核级线程？

在内核级线程中，内核负责所有线程管理。每个进程没有线程表，但内核有一个线程表，可以跟踪系统中的所有线程。如果一个线程想创建一个新线程或停止现有线程，它会发起一个执行该工作的内核调用。

内核级线程表包含每个线程的寄存器、状态和其他信息。数据与用户级线程相同，只是它现在位于内核空间而不是用户空间。

内核级线程的优缺点

内核级线程有许多优点和缺点。内核级线程的一些优点和缺点如下：

优点

1. 如果内核中的一个线程被阻塞，它不会阻塞同一进程中的所有其他线程。
2. 在内核级线程中，同一进程的多个线程可以调度到不同的 CPU 上。
3. 内核例程也可以是多线程的。

缺点

1. 与用户级线程相比，内核级线程的创建和维护需要更长的时间。
2. 从进程中的一个线程切换到另一个线程需要模式切换到内核模式。

用户级线程和内核级线程的主要区别

在这里，您将了解操作系统中用户级线程和内核级线程之间的主要区别。操作系统在用户级线程和内核级线程之间存在各种区别，如下所示：

1. 用户级线程由用户实现。另一方面，内核级线程由操作系统实现。
2. 用户级线程可以更快地创建和处理。相比之下，内核级线程的创建和维护需要更长的时间。
3. 如果单个用户级线程执行阻塞操作，则整个进程将停止。另一方面，如果内核线程执行阻塞操作，则另一个线程可以继续运行。
4. 用户级线程库包含线程创建、数据传输、线程销毁、消息传递和线程调度的源代码。另一方面，内核级线程上的应用程序代码不包含线程管理代码。它只是一个到内核模式的 API。
5. 用户级线程调度时不调用系统调用。另一方面，在内核级别创建和管理线程时会使用系统调用。
6. 用户级线程也被称为多对一映射线程，因为操作系统将多线程进程中的每个线程分配给一个执行上下文。另一方面，内核级别支持一对一线程映射。每个用户线程都必须分配给一个内核线程。这种映射由操作系统处理。
7. 用户级线程的上下文切换时间更短。另一方面，内核级线程的上下文切换时间更长。
8. 用户级线程可以在任何操作系统上运行。相比之下，内核级线程特定于操作系统。
9. 多线程应用程序无法在用户级线程中使用多进程。相比之下，内核级线程可以是多线程的。
10. 用户级线程的一些例子是 Java 线程和 POSIX 线程。另一方面，内核级线程的一些例子是 Windows 和 Solaris。

用户级线程和内核级线程的并排比较

在这里，您将了解操作系统中用户级线程和内核级线程之间的并排比较。操作系统在用户级线程和内核级线程之间存在各种区别，如下所示：

结论

总之，用户级线程和内核级线程之间的主要区别在于用户维护用户级线程。相比之下，内核级线程由操作系统处理。所有现代操作系统都支持线程模型，并且线程的实现将因操作系统而异。