1.線程的基本概念
線程概念是進程模型的進一步深化，是現代操作系統爲適應新硬件、新要求而提供的模型。在線程模型中，單個進程包含多個控制線程，這些線程共享代碼、數據、文件等資源，而每個線程有獨立的寄存器和堆棧，並獨立處理任務。工作時，每個線程執行一個任務。他們可以相互調用或調用系統調用，但不能回到任務分配的位置。在多核體系結構下，線程可以利用同一資源併發運行，充分改善資源利用率和計算機工作效率。
多線程是實際需求下的產物，存在如下好處：一，經濟性。現代計算機的應用經常需要執行多個相似任務，如果爲每個任務建立進程，需要耗費不必要的內存空間。多線程可以使全部任務共享同一份資源，節省空間。二，充分利用體系結構。當今的體系結構以多核爲主，多線程通過使不同的核獨立運行不同的線程，可以實現真正的多核並行，而單線程進程只能在單核上運行。三，響應度高。即使某個線程被封鎖，其他線程還可以繼續運行。此特性可應用於交互式應用程序，實現即時響應的效果，即同時接受輸入和計算結果。四，易於通信。多線程方便了任務之間的通信，兩個線程可通過訪問相同的資源進行交互；對應於進程通信，進程之間要共享資源需要設定共享內存或設立通信機制，這些都需要程序員額外部署，沒有線程的資源共享這麼方便。
多線程面臨的挑戰包括如下幾點：一，調度。爲了保證硬件資源的充分合理運用，操作系統要權衡任務執行的先後順序，併合理調度線程的生成與銷燬，對應任務的執行。在執行中，操作系統也需要明確各任務、各線程的狀態（任務是等待執行還是正在執行，線程是正在運行、等待資源還是已經完成任務等）。目前操作系統分爲進程調度和線程調度兩種，前者只調度到進程，具體進程運行哪個線程由線程庫控制；後者直接按線程調度，對進程的控制直接封裝在裏面。二，測試和調試。針對多線程進程的系統調用和原來有所區別，比如fork()分爲兩種形式，複製全部線程或只複製調用fork()的線程；exec*()對應改動爲程序代碼替換所有線程。系統調用針對多線程有所調整，那麼基於系統調用的函數等必須要重新調試。三，數據獨立及同步。線程彼此獨立運行在不同的核上，所以它們使用的數據必須分離開；但考慮到各線程對數據的共享，線程對數據的修改需要及時同步，以防數據衝突。
2.線程的模型
線程模型的支持由用戶層（user space）的用戶線程和內核層（kernel space）的內核線程提供。前者受內核支持而無需內核管理，後者受操作系統支持和管理。在操作系統的實際設計中，用戶線程和內核線程可以採取多對一、一對一和多對多的對應關係。
多對一，即所有用戶線程映射到同一個內核線程。這樣做好處是易於實現、效率高（線程管理由線程庫在用戶空間進行），壞處是單個線程容易阻塞（以下用系統調用block()代稱）整個進程，另外多個線程也不能多核並行。
一對一，即每個用戶線程對應一個內核線程，規避掉了多對一的兩點壞處：線程調用block()只會封鎖自身，不影響其他線程；多線程可以作爲獨立進程而運行在不同的核上，實現高度並行。缺點是內核線程的開銷太大，影響到整個應用的性能（甚至用盡內核存儲），所以一般會限制線程總數。
多對多就是建立多個進程承載多個線程。這樣做規避掉了一對一中線程總數的受限，也保證了高並行度，頗受開發者青睞。
3.線程的具體編程實現
在實際的操作系統中，線程模型與操作是通過線程庫實現的。線程庫中建立了線程的模型，並提供若干操作接口（API）.常用的操作有創建（系統調用pcreate根據函數和參數創建線程）、傳參數（通過修改公共區域數據直接傳參），返回值（系統調用pjoin接收線程的結束信號，併爲任務的返回值提供返回地址）。
在實際工作情況下，爲了提升效率、增進安全性等各種目的，還會使用一些實用模型與操作，比如線程隱式實例化，在此不再贅述。
參考文獻:
[1] Abraham Silberschatz. 操作系統概念:Java實現:第7版:翻譯版. 高等教育出版社, 2010.1.