2 4 1 多線程環(huán)境概述

1、計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)2 處理器管理 2.4 多線程技術(shù)2.4.1 多線程環(huán)境概述單線程結(jié)構(gòu)進(jìn)程 傳統(tǒng)進(jìn)程是單線程結(jié)構(gòu)進(jìn)程執(zhí)行序列管理者進(jìn)程核心棧用戶棧進(jìn)程控制塊用戶地址空間單線程結(jié)構(gòu)進(jìn)程的問題 單線程結(jié)構(gòu)進(jìn)程在并發(fā)程序設(shè)計(jì)上存在的問題 進(jìn)程切換開銷大 進(jìn)程通信開銷大 限制了進(jìn)程并發(fā)的粒度 降低了并行計(jì)算的效率解決問題的思路 把進(jìn)程的兩項(xiàng)功能，即“獨(dú)立分配資源”與“被調(diào)度分派執(zhí)行”分離開來 進(jìn)程作為系統(tǒng)資源分配和保護(hù)的獨(dú)立單位， 不需要頻繁地切換； 線程作為系統(tǒng)調(diào)度和分派的基本單位，能輕裝運(yùn)行，會(huì)被頻繁地調(diào)度和切換 線程的出現(xiàn)會(huì)減少進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行所付出的時(shí)空開銷，使得并發(fā)粒度更細(xì)、并發(fā)性更好多線程結(jié)構(gòu)進(jìn)

2、程進(jìn) 程執(zhí)行序列執(zhí)行序列管理者共享用戶棧內(nèi)核棧線程控制塊用戶棧內(nèi)核棧線程控制塊進(jìn)程控制塊用戶地址空間多線程環(huán)境下的進(jìn)程概念 在多線程環(huán)境中，進(jìn)程是操作系統(tǒng)中進(jìn)行保護(hù)和資源分配的獨(dú)立單位。具有: 用來容納進(jìn)程映像的虛擬地址空間 對(duì)進(jìn)程、文件和設(shè)備的存取保護(hù)機(jī)制多線程環(huán)境下的線程概念 線程是進(jìn)程的一條執(zhí)行路徑，是調(diào)度的基本單位，同一個(gè)進(jìn)程中的所有線程共享進(jìn)程獲得的主存空間和資源。它具有： 線程執(zhí)行狀態(tài) 受保護(hù)的線程上下文，當(dāng)線程不運(yùn)行時(shí)， 用于存儲(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)信息 獨(dú)立的程序指令計(jì)數(shù)器 執(zhí)行堆棧 容納局部變量的靜態(tài)存儲(chǔ)器多線程環(huán)境下的線程狀態(tài) 線程狀態(tài)有： 運(yùn)行、就緒和睡眠 掛起狀態(tài)：與資源相關(guān)，屬于進(jìn)程 與線程狀態(tài)變化有關(guān)的線程操作有： 孵化、結(jié)束、活化、指派、多線程環(huán)境下的線程調(diào)度 線程狀態(tài)有運(yùn)行、就緒和睡眠，無掛起 與線程狀態(tài)變化有關(guān)的線程操作有： 孵化、活化、指派、結(jié)束 OS感知線程環(huán)境下： 處理器調(diào)度對(duì)象是線程 進(jìn)程沒有三狀態(tài)（或者說只有掛起狀態(tài)） OS不感知線程環(huán)境下： 處理器調(diào)度對(duì)象仍是進(jìn)程 用戶空間中的用戶調(diào)度程序調(diào)度線程并發(fā)多線程程序設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn) 快速線程切換 減少（系統(tǒng)）管理開銷 （線程）通信易于實(shí)現(xiàn) 并行程度提高