线程共享进程中的哪些资源，线程之间如何共享？

核心回答

同一进程内的线程共享进程地址空间和大部分进程级资源，但各自保留运行所需的执行现场。常见的 Linux/POSIX 线程中，可以这样区分：

• 共享的资源：代码、全局和静态数据、堆、内存映射区域，以及打开的文件描述符、Socket、工作目录等。信号处理方式等部分配置也属于进程级资源。
• 各自的状态：程序计数器、寄存器、调用栈、线程 ID、线程本地存储，以及信号屏蔽字等线程级状态。
• 共享的方式：线程使用同一个虚拟地址空间，可以通过全局变量、传入的指针或对象引用访问同一份数据，不必像不同进程那样先建立共享内存映射或通信通道。

但能访问同一份数据，不等于并发访问已经安全。共享可变状态通常还要配合锁、原子操作或线程安全队列，解决互斥、可见性和执行顺序问题。

进一步解释

父线程与子线程怎样共享？

这里的“父子”一般只是创建关系，新线程仍处于同一进程，不会因为被创建就复制出一份独立堆。

例如创建线程时，把一个任务对象的引用或指针传给它；创建者和工作线程拿到的是同一对象，就可以用它传递输入、记录结果。也可以把对象放到共享任务队列中，由工作线程取出处理。对象应在使用期间保持有效，多个线程对它的读写要遵守相应同步规则。

如果线程 A 更新计数器，线程 B 读取结果，不能只凭“它们共享堆”就认定结果正确。读改写可能相互覆盖，读取也可能缺少可见性保证。应根据需要选择原子计数、同一把锁保护的状态，或者在任务完成后通过受支持的等待机制取得结果。

栈是线程私有，为什么还可能被其他线程访问？

“私有栈”指每个线程有自己的栈区域和栈指针，保存各自的调用帧；它通常不是另一个受硬件隔离的地址空间。

在 C/C++ 等允许指针访问的环境中，把栈上对象的有效地址交给其他线程，对方可能访问该对象。此时必须保证对象生命周期和同步；原函数返回、对象已经失效后再访问，就可能出错。不能把“每个线程有栈”理解为“其他线程绝对无法碰到”。

Java 中也要区分局部变量与其引用的对象：两个线程各自的局部引用可以指向同一个堆对象。局部引用分别保存，并不会让目标对象自动变成两份。

文件描述符共享意味着什么？

在 POSIX 线程模型中，打开的文件描述符属于进程资源。例如一个线程打开 Socket，其他线程可以使用该描述符；一个线程关闭它，也会影响其他线程继续使用它。

因此，共享连接还要明确由谁读、谁写、谁关闭。共享资源表省去了重新建立连接的步骤，也带来了并发访问和生命周期管理责任。

常见追问

ThreadLocal 能让共享对象变成线程私有吗？

ThreadLocal 按线程保存值，适合隔离各线程的上下文；但如果给不同线程保存的是同一个可变对象引用，目标对象仍然共享。线程本地存储也不能代替跨线程传递结果所需的同步。

共享地址空间，为什么还会出现不可见或乱序？

地址空间决定访问哪份数据，语言和硬件的内存模型决定并发访问允许观察到什么。以 Java 为例，要通过锁、volatile、线程启动和终止等建立适用的 happens-before 关系。缓存一致性也不会自动把复合业务操作变成原子操作。

参考资料