深入探究Linux内核：线程创建的神奇机制 (linux 内核 线程 创建)
Linux操作系统的内核是一个非常复杂的软件系统，它承担了整个操作系统的核心任务。线程是Linux操作系统中非常常见的概念，线程的创建机制也是Linux内核中非常重要的一部分。本文将深入探究Linux内核中线程创建的神奇机制。
一、线程的定义
线程是一种轻量级的进程，也可以称为轻量级进程，是程序执行流的最小单位。一个进程可以包含多个线程，线程之间共享进程所拥有的资源。线程与进程的主要区别在于，进程是一个拥有资源的独立单位，而线程则是由进程创建，它与创建它的进程共享资源。
二、线程创建的过程
在Linux操作系统中，线程的创建主要包括以下四个步骤：
1. 分配线程所需要的栈空间
线程使用栈存储函数调用过程中的本地变量和函数返回地址。栈空间是在线程创建时分配的，Linux内核为每个线程分配一个栈空间，栈的大小可以通过参数来进行设置。
2. 创建线程的task_struct结构体
线程的task_struct结构体是Linux内核中表示进程/线程的数据结构，每个线程在创建时都会分配一个对应的task_struct结构体。该结构体内包含了线程的各种属性，例如线程ID、进程ID、调度实体、状态、栈等信息。
3. 设置线程的属性
创建线程后，需要设置线程的一些属性，例如线程的优先级、调度策略、信号屏蔽、栈指针等。这些属性设置完成后，线程就可以被调度器进行调度了。
4. 把线程添加到进程的线程链表中
新创建的线程需要添加到进程的线程链表中，这样才能被进程管理。在Linux内核中，每个进程都会维护一个线程链表，所有的线程都被添加到该链表中。线程创建完成后，就可以通过调度器进行调度了。
三、线程调度的机制
在Linux操作系统中，线程的调度是由调度器进行管理的。调度器负责把CPU的使用权分配给不同的线程，以实现多任务并发执行。线程被调度时，调度器会按照其优先级和调度策略来进行调度，使得优先级较高的线程优先被执行。
Linux内核中有多种调度策略，包括实时调度策略和普通调度策略。实时调度策略是一种优先级调度策略，适用于对响应时间要求较高的应用场景，例如实时音视频应用。普通调度策略采用抢占式调度策略，适用于对响应时间要求不太高的应用场景，例如桌面应用、服务器应用等。
四、线程创建的时序图
下图是关于Linux内核中线程创建的时序图，从中可以清晰地了解到线程创建的过程和机制。
图1：Linux内核中线程创建的时序图。
（图片来源：https://elixir.bootlin.com/linux/latest/source/kernel/fork.c#L1552）
五、
本文从线程的定义、线程创建的过程、线程调度的机制、线程创建的时序图等多个方面深入探究了Linux内核中线程创建的神奇机制。线程是Linux操作系统中非常重要的概念，对于使用Linux的开发者来说，深入了解线程的创建机制可以更好地理解Linux内核的运作原理，也可以更好地进行Linux应用程序的开发。
相关问题拓展阅读：
linux进程、线程及调度算法（二）
执行一个 copy，但是只要任何修改，都造成分裂如，修改了chroot,写memory，mmap，sigaction 等。
p1 是一个 task_struct, p2 也是一个 task_struct. linux内核的调度器只认得task_struck （不管你是进程还是线程）, 对其进行调度。
p2 的task_struck 被创建出来后，也有一份自己的资源。但是这些资源会短暂的与p1 相同。
进程是区分资源的单位，你的资源是我的资源，那从概念上将就不叫进程。
其他资源都好分配，唯一比较难的是内存资源的重新分配。
非常简单的程序，但是可以充分说明 COW。
结果：10 -> 20 -> 10
COW 是严重依赖于CPU中的MMU。CPU如果没有 MMU,fork 是不能工作的。
在没有mmu的CPU中，不可能执行COW 的，所以只有vfork
vfork与fork相比的不同
P2没有自己的 task_struct, 也就是说P1 的内存资源 就是 P2的内存资源。
结果 10,20,20
vfork：腔宽者
vfork 执行上述流程，P2也只是指向了P1的mm，那么将这个vfork 放大，其巧旅余的也全部clone，共同指向P1，那么就是线程的属性了。
phtread_create -> Clone()
P1 P2 在内核中都是 task_struct. 都可以被调度。共享资源可调度，即线程。
这就是线程为什么也叫做轻量级进程
不需要太纠结线程和进程的区别。
4651 ： TGID
, 4653 tid 内核中 task_struct 真正的pid
linux 总是白发人 送 黑发人。如果父进程在子进程推出前挂掉了。那么子进程应该怎么办？
p3 -> init， p5 -> subreaper
每一个孤儿都会找最近的火葬场
可以设置进程的属性，将其变为subreaper，会像1号进程那样收养孤儿进程。
linux的进程睡眠依靠等待队列，这样的机制类似与涉及模式中的订阅与发布。
睡眠，分两种
每一个进程都是创建出来的，那么之一个进程是谁创建的呢？
init 进程是被linux的
0 进程
创建出来的。开机创建。
父进程就是 0 号进程，但在pstree，是看不到0进程的。因为0进程创建子进程后，就退化成了idle进程。
idle进程是 linux内核里，特殊调伍薯度类。
所有进程都睡眠停止
，则调度idle进程，进入到 wait for interrupte 等中断。此时 cpu及其省电，除非来一个中断，才能再次被唤醒。
唤醒后的任何进程，从调度的角度上说，都比idle进程地位高。idle是调度级别最更低的进程。
0 进程 一跑，则进入等中断。一旦其他进程被唤醒，就轮不到 0进程了。
所有进程都睡了，0就上来，则cpu需要进入省电模式
在linux编为什么要创建线程
也可以不用创建线程啊
如果你的程序单个进程可以源早指完成需求，那么就不用创建线程。
当你的需求需要多个任务进行协雹配同处理时，那么需要你创建多个线程或者进程来进行处理。
举个简单的例子，如果公路上有很多车，你现在是一车道，那么你有1俩车，这条公路就能满足现在的需求。
但是如果你现在又1W辆车，那么你需要4车道或者8车道来运行，才能满足1W辆车睁肢的需求。
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