其實Linux建立程序，就是建立程序執行所需的記憶體空間，填充描述程序的 task_struct 結構體，以及載入程序的程式而已。

Linux 核心並無專門建立執行緒的機制

我們之前提到，Linux並不特殊對待執行緒，在Linux看來，執行緒不過就是一種特殊的程序而已。那麼，Linux是如何建立執行緒的呢？

執行緒機制是大多數現代程式語言都會提供的機制，該機制允許在同一程序的共享記憶體地址空間執行一組“特殊的程序（即執行緒）”。這些執行緒不僅共享同一段記憶體空間，還可以共享已經開啟的檔案，統計量等其他資源。執行緒機制支援程式併發執行，在多處理器核心的系統上，該併發機制能夠實現多條執行緒同時執行。

Linux 管理執行緒的方式不同於其他一些經典作業系統，Linux 並沒有執行緒的概念，它把執行緒當作程序的一個子集來管理。因此，Linux 核心並未為執行緒提供額外排程演算法，也沒有提供額外的資料結構用於描述和儲存執行緒。

就像程序一樣，Linux 使用 task_struct 結構體描述和記錄執行緒，每個執行緒都有唯一屬於自己的 task_struct 結構。從這個角度來看，執行緒就是一個普通的程序，只不過執行緒可能和其他程序共享一些資源而已。

以 Windows 為代表的一些作業系統提供了專門用於建立執行緒的機制，在這些系統中，執行緒常常被稱作“輕量級程序”，因為相對於程序而言，執行緒耗費的資源較少，能夠較為迅速的建立和投入執行。

但是對於 Linux 而言，執行緒不過是程序之間共享資源的一種手段罷了。那麼是不是 Linux 中的執行緒比 Windows 中的執行緒更加“重量級”呢？也不是，因為 Linux 中的程序本身就很輕量級，Linux 建立程序所需時間，並不比 Windows 建立執行緒所需時間多多少。

從C語言程式碼層面來看，假設某個程序包含 4 個執行緒，以 Windows 為代表的一些作業系統一般會有一個包含指向 4 個不同執行緒的指標的程序描述符，負責描述地址空間、開啟的檔案等共享資源，而執行緒本身再去描述自己獨佔的資源。

與之對應的，Linux 的做法就高雅許多，它僅需為這 4 個執行緒建立 4 個 task_struct 結構體，然後在 task_struct 中指定它們共享的資源就可以了。

建立執行緒

看了我最近幾篇文章的讀者應該已經明白，Linux 核心中的執行緒其實就是程序，因此執行緒的建立與程序的建立過程是類似的，從C語言原始碼層面看，基本上也是透過 fork() 函式和 exec() 函式族實現的。只不過在呼叫 clone() 函式時需要傳遞一個引數用於描述共享資源，例如：

上面這行C語言程式碼和呼叫 fork() 函式的結果差不多，只不過輸入的幾個引數標誌位說明了子程序與父程序共享一些資源：地址空間、檔案系統、開啟的檔案、訊號處理程式。

對比一下，fork() 基本上就相當於 clone(SIGCHLD, 0)，這也是 fork() 函式建立的子程序之後不再與父程序共享資源的原因。

關於 clone() 函式的引數標誌位，可以在Linux中輸入 man 命令檢視。

Linux 核心執行緒

就像使用者空間的C語言程式開發一樣，Linux 核心也經常需要在後臺處理資料，這時就需要藉助核心執行緒了。Linux 的核心執行緒一般不會獨立的地址空間，它們只在核心空間執行，不會切換到使用者空間。不過排程是和普通程序一樣的，可以被排程和搶佔。

Linux 建立核心執行緒由 kthread_create() 函式實現，它的C語言原始碼如下，請看：

可見，kthread_create() 函式的C語言程式碼並不長，而且也可以看出，Linux 核心執行緒是透過 kthread_create_info 結構體描述的，它的定義C語言程式碼如下，可見，核心執行緒的描述和儲存也是包含 task_struct 結構體的：

kthread_create() 函式建立名為 namefmt 的執行緒，不過執行緒被建立後是處於不可執行狀態的，我們可以透過 wake_up_process() 函式喚醒它。當然，也可以透過 kthread_run() 方法實現這一過程，相關的C語言程式碼如下，請看：

其實就是將 kthread_create() 函式和 wake_up_process() 函式組合到一起而已。Linux 的核心執行緒被啟動後，會一直執行到呼叫 do_exit() 退出。我們也可以呼叫 kthread_stop() 函式提前結束它，相關的C語言程式碼如下，請看：

kthread_stop() 函式接收的引數為 kthread_create() 函式建立的結構體的 task_struct 成員。從C語言程式碼可以看出，kthread_stop() 其實也是會呼叫 wake_up_process() 函式喚醒執行緒的，它在喚醒執行緒後，會等待執行緒函式退出，並不會呼叫 threadfn() 函式。

這裡需要注意，如果建立的執行緒函式 threadfn() 呼叫了 do_exit() 函式，最好就不要再呼叫 kthread_stop() 函數了。

kthread_stop() 函式等待執行緒退出是透過 wait_for_completion() 函式實現的，相關的C語言程式碼如下，請看：

稍稍跟蹤一下C語言程式碼，發現其實這一等待過程是由 do_wait_for_common()函式實現的，它的C語言程式碼如下，請看：

還是比較清晰的，這裡就不再贅述了。至此，我們就瞭解了Linux核心是如何建立執行緒並投入執行，以及如何結束核心執行緒的了。

小結

本節主要討論了 Linux 核心中的執行緒的建立，應該能夠看出，其實核心還是圍繞對 task_struct 結構的管理，這與管理程序並無過多區別。因此，說Linux中的執行緒只是一種特殊的程序，一點也不為過。

首先關於核心心程序建立，涉及到底層的東西，個人認為沒必要太深入，瞭解他是怎麼實現的就可了，如果確實要深入理解，那就得去看原始碼了。

1.Linux 程序建立：Linux繼承了UNIX的程序建立方式，用的是fork API函式，什麼是fork呢，就是先clone然後在分支，父子程序各幹各的。

2.Windows

程序建立：Windows沒有fork，但是有CreateProcess這個API函式，用來建立一個新的程序和它的主執行緒，這個新程序執行指定的可執行檔案。