cpu的線程和操作系統的線程有什麼關係？

01-04

操作系統說線程是資源分配的基本單位，而cpu的線程是邏輯單位，他們之間有什麼關係？各自是怎麼調用的？

CPU通常提供了一個framework，讓操作系統利用中斷來實現線程調度，在線程調度里實現鎖。操作系統的線程並不是非要運行在某一個固定的邏輯核上面，而且線程通常綁定了一組寄存器的值（如果像VC++一樣用__await實現coroutine的話，會有若干組）。所以基本的關係就是，CPU有物理核，上面再有邏輯核，操作系統通過把寄存器的值（和一些其他的東西）在不同的時候複製到不同的邏輯核上面來實現線程。

cpu線程是一堆寄存器而已，如當前指令寄存器地址，棧指針，分頁寄存器等，x86 cpu剛開始是支持多線程切換的，既在cpu指令級實現線程切換，比如任務門。但操作系統一般都不用這個功能，而是只使用一個線程，通過修改棧指針來實現線程切換。64位x86就取消任務門了。

因此，cpu的線程跟操作系統說的線程，幾乎沒啥關係。即便cpu不支持線程，操作系統也是可以實現線程功能的。

要說聯繫的話，現在多核cpu，有多個虛擬cpu，每個虛擬cpu有一個cpu線程，為了發揮cpu最大功效，操作系統也得準備相應數量的線程才行。

操作系統的線程是個軟體概念，線程切換的行為與c語言中的函數調用頗為類似，可以粗略的認為線程就是一個函數，概念和實現上差不多。

cpu的線程，簡單來說是一個在硬體層面實現的多條指令執行流或者隊列，在某些多線程的cpu上會設置多個pc，多條流水線，冗餘的功能單元，通過調度可以最大限度的使用功能單元，可以去看一下同時多線程（SMT——Simultaneous Multi-threading）的概念，方便理解。

從粒度上看，操作系統的多線程粒度要比cpu的多線程粒度要粗。一個操作系統線程開始運行的時候，在cpu上會形成多條指令流，即cpu多線程。

操作系統多線程是為了利用多個處理器核心，而cpu多線程是為了利用cpu內部冗餘的功能單元，一般只有多發射的cpu才會有多線程，採用cpu多線程會提高其指令吞吐量。

我自己的理解，水平有限，輕噴???

對於啟用了mmu的操作系統

1. 操作系統內核代碼運行在內核態，沒有「線程」一說。

2. 但是操作系統有中斷（自己可以打斷自己）一說，反過來操作系統內核代碼也有屏蔽中斷的能力，這讓他有「調度一切」和「資源分配」的能力。

3. 利用時鐘中斷，操作系統可以隨時打斷正在執行的用戶態進程代碼，讓他去執行另外一塊進程代碼（系統調用是一種」主動「求被打斷）。

4. 這不同的用戶態進程代碼的執行如果視為調度單元，切換過程中能夠實現savereload上下文，對於操作系統來說這就是線程。

對於cpu來說

1. 每個核是有些自有的資源，主要是cpu高速緩存之類的，可以多核同時運行而且同時使用這些資源。

2. 某些指令彼此之間所使用的資源（運算單元，地址線）幾乎完全互不包含，經常x86有 lea是一個0耗時的運算指令的說法（至少我知道和算術運算指令同時執行可以視為並行，不知道其它指令的情況）。補一個引用（LEA or ADD instruction?）

3. intel更發展並完善出超線程一說，讓操作系統認為cpu有多個核進行線程調度（依託於一個物理核的兩個邏輯核是不能同時使用不能共享的資源的）。不過線程不被中斷是不能切換到別的核上運行的，所以。。別對超線程有太多期待，畢竟cpu物理資源發生競爭的時候被迫用更慢的手段去等待。

3. 上述各種並行，在cpu層面，都可以視為「多線程式「並行的利用了cpu的資源。換而言之，這就是cpu眼中的線程。

所以：他們是什麼不重要，關鍵是他們能做什麼。

cpu的線程和操作系統的線程不是一個東西。

通俗地講，cpu的"4線程"對於軟體來說，就像4個獨立的cpu核心一樣能用，但這4個線程共享了一部分cpu硬體資源，資源總量比4個獨立的cpu核心要少一些。

操作系統的線程是跑在cpu上的，操作系統可以通過調度的方法讓多個線程在一個cpu上運行。

cpu的線程是真正可以讓程序並發執行的，屬於硬體技術。操作系統的線程可能不是真正並發執行的，操作系統分配給各線程自己的時間片，在屬於自己的時間片內佔用cpu資源，執行程序。操作系統合理的分配了cpu資源，使有限的資源發揮儘可能多的作用。