計(jì)算機(jī)中正在執(zhí)行的程序稱(chēng)為進(jìn)程，進(jìn)程中單一順序的控制流叫做線程，進(jìn)程是資源管理的最小單位，線程是程序執(zhí)行的最小單位。在操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，從進(jìn)程演化出線程，最主要的目的就是利用線程共享同一地址空間的特點(diǎn)，更好的支持對(duì)稱(chēng)多處理（SMP）以及減小（進(jìn)程/線程）上下文切換開(kāi)銷(xiāo)。

Solaris是Sun公司開(kāi)發(fā)和發(fā)布的一種現(xiàn)代操作系統(tǒng)，是UNIX系統(tǒng)的一個(gè)重要分支，下面就其內(nèi)部的線程模型做一些介紹和討論。

Solaris線程模型的設(shè)計(jì)目標(biāo)：

主要有四個(gè)方面：

①．能夠描述各種情況下的線程間工作機(jī)制

②．支持代價(jià)盡可能小的線程

③．既支持單CPU實(shí)現(xiàn)，又支持多CPU實(shí)現(xiàn)

④．保持對(duì)現(xiàn)有UNIX版本的兼容性

Solaris線程模型的實(shí)現(xiàn)方法：

線程庫(kù)的高級(jí)內(nèi)核具有多處理及多線程特性，因此Solaris提供了大量的用戶(hù)級(jí)線程庫(kù)，其使用了一種兩層的線程庫(kù)模型：在高層是用戶(hù)線程，而底層則是輕量級(jí)進(jìn)程(LWP)。

LWP其實(shí)就是內(nèi)核線程，是Solaris中真正的可調(diào)度實(shí)體。內(nèi)核只關(guān)心LWP，而不關(guān)心用戶(hù)線程。

用戶(hù)線程由線程庫(kù)管理，線程庫(kù)支持用戶(hù)線程及LWP之間的一到一、多到多、多到一映射，并且用線程庫(kù)管理用戶(hù)線程與LWP池之間的映射關(guān)系及用戶(hù)線程的調(diào)度。

Solaris有兩種用戶(hù)線程: 綁定線程（bound threads）和未綁定線程(unbound threads)。一個(gè)綁定線程就是用戶(hù)線程與LWP之間的一一映射，一個(gè)未綁定線程則沒(méi)有一個(gè)固定對(duì)應(yīng)的LWP。在一個(gè)進(jìn)程中，線程庫(kù)在LWP池上對(duì)用戶(hù)線程進(jìn)行調(diào)度。其結(jié)構(gòu)圖如下：

對(duì)以上兩者進(jìn)行比較，未綁定進(jìn)程由線程庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶(hù)線程獲得LWP的調(diào)度，而不需要內(nèi)核的參與，這種方式的線程上下文切換比較快，并且更節(jié)省內(nèi)核資源，solaris根據(jù)一定的策略提供一個(gè)LWP池，供上面更多的線程分享。

綁定線程和LWP是一對(duì)一關(guān)系，因此實(shí)時(shí)調(diào)度性要好，但是由于內(nèi)核的加入，比較浪費(fèi)資源。綁定線程比起非綁定線程的開(kāi)銷(xiāo)要大。因?yàn)榻壎ň€程可以改變它所在的LWP的屬性，LWP在綁定線程退出后不會(huì)被緩存，在新的綁定線程生成時(shí)，操作系統(tǒng)將提供一個(gè)新的LWP。僅僅在線程需要只有在所在的LWP內(nèi)可用的資源時(shí)（例如虛擬的定時(shí)器或者一個(gè)指定的堆棧），或者為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)度而必須使線程對(duì)于內(nèi)核可見(jiàn)的場(chǎng)合下，才需要使用綁定線程。

Solaris對(duì)線程的控制與同步：

內(nèi)核根據(jù)LWP的調(diào)度類(lèi)型和優(yōu)先級(jí)對(duì)它們進(jìn)行調(diào)度。進(jìn)程建立時(shí)有一個(gè)初始LWP被建立，并且繼承父進(jìn)程的調(diào)度類(lèi)型和優(yōu)先級(jí)。一般來(lái)說(shuō)，綁定的用戶(hù)線程繼承底層的LWP調(diào)度類(lèi)型和優(yōu)先級(jí)，而未綁定的則繼承父進(jìn)程的調(diào)度類(lèi)型和優(yōu)先級(jí)。

Solaris內(nèi)核使用一種搶先的基于優(yōu)先級(jí)的調(diào)度機(jī)制，高優(yōu)先級(jí)的LWP比低優(yōu)先級(jí)的LWP先執(zhí)行。Solaris線程庫(kù)使用優(yōu)先級(jí)對(duì)用戶(hù)線程在LWP池上進(jìn)行調(diào)度，每次選擇一個(gè)LWP執(zhí)行已經(jīng)就緒的用戶(hù)線程。如果某LWP因無(wú)限等待而阻塞，線程庫(kù)則將其對(duì)應(yīng)的用戶(hù)線程的上下文保存起來(lái)，并分派另一個(gè)用戶(hù)線程到該LWP上執(zhí)行。線程庫(kù)通常建立足夠多的LWP，以保證進(jìn)程不發(fā)生”饑餓”。

線程的同步用于共享數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換和控制線程執(zhí)行，保證程序安全。Solaris支持4種線程的同步原語(yǔ),分別是互斥鎖,信號(hào)量,多讀進(jìn)程單寫(xiě)進(jìn)程鎖,條件變量。

內(nèi)核級(jí)線程和用戶(hù)級(jí)線程都具有這些原語(yǔ)操作。一條原語(yǔ)執(zhí)行時(shí)創(chuàng)建一個(gè)包含線程信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對(duì)每個(gè)同步對(duì)象只能執(zhí)行加鎖和解鎖兩項(xiàng)操作，但內(nèi)核和線程庫(kù)沒(méi)有提供防死鎖機(jī)制。

總結(jié)：

Solaris作為多線程，多進(jìn)程型的操作系統(tǒng)，其關(guān)于線程實(shí)現(xiàn)機(jī)制方面一直是業(yè)界領(lǐng)先的，了解solaris的多線程實(shí)現(xiàn)機(jī)制不但能夠幫助我們充分理解操作系統(tǒng)對(duì)多線程的控制原理，而且對(duì)多線程程序的編寫(xiě)技巧的提高也有很大啟發(fā)。