CCH05_Thread(操作系统)【荐】.ppt

Module 5: Threads线程 Overview 综述 Benefits 益处 User and Kernel Threads 用户和内核线程 Multithreading Models 多线程模型 Solaris 2 Threads Solaris 2线程 Java Threads Java线程 Threads线程 Many software packages that run on modern desktop PCs are multi-threaded. 例如：一个字处理程序(如word)可能同时有一个线程接收用户输入，另外一个线程显示图形，还有一个线程执行拼写检查。 又例如：一个应用程序要完成几个类似的任务，则可以创建几个线程来完成。比如一个web server，可以为每个用户的请求创建一个服务线程。 线程的引入 进程：资源分配单位（存储器、文件）和CPU调度（分派）单位。又称为任务(task) 线程：作为CPU调度单位，而进程只作为其他资源分配单位。 只拥有必不可少的资源，如：线程状态、程序计数器、寄存器上下文和栈 同样具有就绪、阻塞和执行三种基本状态 与同属一个进程的其它线程共享进程拥有的全部资源 线程的优点：减小并发执行的时间和空间开销（线程的创建、退出和调度），因此容许在系统中建立更多的线程来提高并发程度。 线程的创建时间比进程短； 线程的终止时间比进程短； 同进程内的线程切换时间比进程短； 由于同进程内线程间共享内存和文件资源，可直接进行不通过内核的通信； Threads线程 A thread (or lightweight process) is a basic unit of CPU utilization; it consists of: 线程（轻型进程）是CPU运用的一个基本单元，包括 program counter 程序计数器 register set 寄存器集 stack space 栈空间 A thread shares with its peer threads its: 一个线程与它的对等线程共享： code section 代码段 data section 数据段 operating-system resources 操作系统资源 such as open files and signals collectively know as a task. 总体作为一个任务 A traditional or heavyweight process is equal to a task with one thread 传统的或重型进程等价于只有一个线程的任务 Single and Multithreaded Processes 进程和线程的比较 并发性：在引入线程的OS中，不仅进程之间可以并发执行，而且在一个进程中的多个线程之间亦可并发执行，因而使OS具有更好的并发性，从而能更有效地使用系统资源和提高系统吞吐量。 拥有资源：进程是拥有资源的独立单位 系统开销：在创建或撤消进程时，系统都要为之分配或回收资源，如内存空间、I/O设备等。因此，OS所付出的开销将明显地大于在创建或撤消线程时的开销。 进程和线程的比较 地址空间和其他资源（如打开文件）：进程间相互独立，同一进程的各线程间共享－－某进程内的线程在其他进程不可见 通信：进程间通信IPC，线程间可以直接读写进程数据段（如全局变量）来进行通信－－需要进程同步和互斥手段的辅助，以保证数据的一致性 调度：线程上下文切换比进程上下文切换要快得多； Multiple Threads within a Task一个任务中的多线程  Responsiveness 响应度高：一个多线程的应用在执行中，即使其中的某个线程阻塞，其他的线程还可继续执行，从而提高响应速度 Resource Sharing 资源共享：同一进程的多个线程共享该进程的内存等资源 Economy经济性：创建和切换线程的开销要低于进程。比如，Solaris中进程创建时间是线程创建的30倍，进程切换时间是线程切换的5倍。 Utilization of MP Architectures MP体系结构的运用：多线程更适用于多处理机结构。 Threads线程(Cont.) In a multiple threaded task, while one server thread is blocked and waiting, a second thread in the same task can run. 在一个多线程任务中，当一个服务器线程被阻塞后，在同一个任务中