操作系统线程的龙虎之争：用户级与内核级，谁更胜一筹？

用户级线程

由用户空间的应用程序自己管理，而无需内核介入。应用程序通过创建和调度自己的线程来实现并发性。

优点：

• 创建和调度开销低：由于由应用程序自己管理，创建和调度线程的开销很低。
• 无需特权模式切换：用户级线程在用户空间运行，不需要内核模式切换，减少了上下文切换的开销。
• 可移植性强：用户级线程库可以跨不同的操作系统平台移植，实现跨平台的可移植性。

缺点：

• 无法直接访问系统资源：用户级线程无法直接访问系统资源，如设备驱动程序或硬件中断。
• 对内核支持有限：操作系统内核对用户级线程的支持有限，可能存在线程调度或同步问题。
• 应用程序崩溃会影响整个进程：用户级线程共享相同的进程地址空间，如果一个线程崩溃，整个进程都会崩溃。

内核级线程

由操作系统内核管理和调度。内核为每个线程维护一个内核数据结构，以跟踪其状态和管理其执行。

优点：

• 对系统资源有直接访问权：内核级线程可以直接访问系统资源，包括设备驱动程序和硬件中断。
• 由操作系统内核调度：操作系统内核负责调度线程，保证公平性和优先级分配。
• 应用程序崩溃不会影响整个进程：内核级线程拥有自己的内核数据结构，即使一个线程崩溃，也不会影响其他线程或进程。

缺点：

• 创建和调度开销高：内核级线程需要内核介入，因此创建和调度线程的开销较高。
• 需要特权模式切换：内核级线程在内核空间运行，需要频繁的特权模式切换，增加了上下文切换的开销。
• 可移植性差：内核级线程的实现高度依赖于操作系统内核，跨平台移植性较差。

选择哪种方案

用户级线程和内核级线程孰优孰劣取决于具体应用场景：

• 如果需要大量的线程，并且对线程创建和调度性能有很高的要求，那么用户级线程更合适。
• 如果需要直接访问系统资源，或者需要跨平台的可移植性，那么内核级线程更合适。
• 对于一般的应用程序，用户级线程通常是更优的选择，因为它具有更高的性能和可移植性。