作者：大河
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原问题：Linux下调用pthread库创建的线程是属于用户级线程还是内核级线程？求大神指教?

这个事情，还真不是一句话就能回答的，因为涉及到Linux和编译器的版本关于线程的概念不多说了，内核级和用户级线程的定义网上也有，简单的说：内核级就是操作系统内核支持，用户级就是函数库实现（也就是说，不管你操作系统是不是支持线程的，我都可以在你上面用多线程编程）。

好了，那么，我们首先明白一件事：不管 Linux 还是什么 OS，都可以多线程编程的，怎么多线程编程呢？程序员要创建一个线程，当然需要使用 xxx 函数，这个函数如果是操作系统本身就提供的系统函数，当然没问题，操作系统创建的线程，自然是内核级的了。如果操作系统没有提供“创建线程”的函数（比如Linux 2.4及以前的版本，因为 Linux 刚诞生那时候，还没有“线程”的概念，能处理多“进程”就不错了），当然你程序员也没办法在操作系统上创建线程。所以，Linux 2.4 内核中不知道什么是“线程”，只有一个“task_struct”的数据结构，就是进程。

那么，后来随着科学技术的发展，大家提出线程的概念，而且，线程有时候的确是个好东西，于是，我们希望 Linux 能加入“多线程”编程。要修改一个操作系统，那是很复杂的事情，特别是当操作系统越来越庞大的时候。怎么才能让Linux支持“多线程”呢？首先，最简单的，就是不去动操作系统的“内核”，而是写一个函数库来“模拟”线程。也就是说，我用 C 写一个函数，比如 create_thread，这个函数最终在 Linux 的内核里还是去调用了创建“进程”的函数去创建了一个进程（因为 OS 没变嘛，没有线程这个东西）。 如果有人要多线程编程，那么你就调用 这个 create_thread 去创建线程吧，好了，这个线程，就是用库函数创建的线程，就是所谓的“用户级线程”了。

等等，这是神马意思？赤裸裸的欺骗？也不是。为什么不是？因为别人给你提供了这个线程函数，你创建了“线程”，那么，你的线程（虽然本质上还是进程）就有了“线程”的一些“特征”，比如可以共享变量啊什么的，咦？那怎么做到的？当然有一套机制，反正人家给你做好了，你用就行了。这种欺骗自然是不“完美”的，有线程的“一些”特征，但不能完全符合理论上的“线程”的概念(POSIX的要求），比如，这种多线程不能被分配到多核上，用户创建的N个线程，对于着内核里面其实就一个“进程”，导致调度啊，管理啊麻烦…..为什么要采用这种“模拟”的方式呢？改内核不是一天两天的事情，先将就用着吧。内核慢慢来改。

怎么干改内核这个艰苦卓越的工作？Linux 是开源、免费的，谁愿意来干这个活？有两家公司参与了对 LinuxThreads 的改进（向他们致敬）：IBM 启动的NGTP(Next Generation POSIX Threads)项目，以及红帽 Redhat 公司的NPTL（Native POSIX Thread Library），IBM那个项目，在 2003 年因为种种原因放弃了，大家都转到NPTL这个项目来了。最终，当然是成功了。

在Linux 2.6的内核版本中，这个 NPTL 项目怎么做的呢？并不是在 Linux 内核中加了一个“线程”，仍然和原来一样，进程（其实，进程线程就是个概念，对于计算机，只要能高效的实现这个概念就行，程序员能用就 OK，管它究竟怎么实现的），不过，用的 clone 实现的轻量级进程，内核又增加了若干机制来保证线程的表现和 POSIX 相同，最关键的一点，用户调用 pthread 库创建的一个线程，会在内核创建一个“线程”，这就是所谓的 1：1 模型。所以，Linux 下，是有“内核级”线程的，网上很多说 Linux 是用户级线程，都是不完整的，说的Linux很早以前的版本（现在 Linux 已经是 4.X 的版本了）。

还有个 pthread 的问题，pthread是个线程函数库，他提供了一些函数，让程序员可以用它来创建，使用线程。那么问题是，这个函数库里面的函数，比如 pthread_create 创建线程的函数，他是怎么实现的呢？他如果是用以前的方法，那程序员用它来创建的线程，还是“用户级”线程；如果它使用了NPTL方式创建线程，那么，它创建的线程，就是“内核级”线程。

OK，结论，如果你 (1) 使用2.6的内核的系统平台，(2) 你的gcc支持 NPTL （现在一般都支持），那么你编译出来的多线程程序，就是“内核级”线程了。

所以，现在回答问题，只要你不是很古董级的电脑，Linux下用 pthread 创建的线程是“内核级线程”最后，这 NPTL 也并不是完美的，还有一些小问题，像有一些商业操作系统，可以实现混合模型，如 1:1，N:M等（就是内核线程和用户线程的对应关系），这就强大了，Linux仍有改进的空间。