第2章 进程管理讲解.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 用户线程(User Level Thread) 不依赖于OS核心，应用进程利用线程库（运行时系统）提供创建、同步、调度和管理线程的函数来控制用户线程。 用户线程的维护由应用进程完成。 内核不了解用户线程的存在；用户线程切换不需要内核特权。 一个线程发起系统调用而阻塞，则整个进程在等待。时间片分配给进程，多个线程则每个线程就慢。 调度由应用软件内部（“运行时系统”）进行，通常采用非抢先式和更简单的规则，也无需用户态/核心态切换，所以速度特别快。用户线程调度算法可针对应用优化。 轻权进程(Light Weight Process) 它是内核支持的用户线程。 一个进程可有一个或多个轻权进程(LWP)，拥有自己的数据结构(如TCB)，它们共享进程所拥有的资源。 LWP通过系统调用来获得内核提供的服务。每个轻权进程由一个单独的内核线程来支持。 当一个用户级线程运行时，只要将它连接到一个LWP上，此时它便具有了内核支持线程的所有属性。 用户线程、轻权进程和内核线程的关系 用户级线程到内核线程的连接方式，形成三种模型： 多对一模型：多个用户线程（通常属于一个进程）映射到一个内核线程，一个线程阻塞，则整个进程阻塞，线程管理开销小； 一对一模型：每创建一个用户线程，就创建一个内核线程，并发性更好，开销较大； 多对多模型：将多用户线程映射到同样数量或更少数量的内核线程上，更加灵活。 线程的创建和终止 线程有生命周期，由创建而产生，由调度而执行，由终止而消亡。 应用启动时，通常仅有一个线程在执行，称为“初始化线程”，用于创建其他线程。 线程可正常终止，也可被其他线程强行终止。 第二章 小结 并发执行、进程、进程状态转换 进程控制 进程的同步与互斥、信号量机制 经典的进程同步问题 进程通信 线程 例1、有三个进程PA、PB、PC协作解决文件打印问题。PA将文件记录从磁盘读入内存的缓冲区1，每执行一次读一个记录；PB将缓冲区1的内容复制到缓冲区2中，每执行一次复制一个记录；PC将缓冲区2的内容打印出来，每执行一次打印一个记录。缓冲区的大小与记录大小一样。请用信号量来保证文件的正确打印。 对缓冲区1来说，PA是生产者，PB是消费者；对缓冲区2来说，PB是生产者，PC是消费者。 Semaphore empty1=1,full1=0, empty2=1,full2=0; PA( ){ While(1){ 从磁盘读一个记录； wait(empty1); 将记录存放到缓冲区1中； signal(full1); } } PB( ){ While(1){ wait(full1); 从缓冲区1中取出一个记录； signal(empty1); wait(empty2); 将记录存放到缓冲区2中； signal(full2); } } PC( ){ While(1){ wait(full2)； 从缓冲区2中取出一个记录； signal(empty2); 将取出的记录打印出来； } } main( ){ parbegin PA(); PB(); PC(); parend } 例2、有如下图所示的工作模型,三个进程P0, P1, P2和三个缓冲区B0, B1和B2，进程间借助于相邻的缓冲区传递消息，Pi每次从Bi中取一条消息，经加工送入B(i+1)%3中， B0, B1和B2分别可存放3，2，2个消息，初始时，仅B0有三条消息，用wait，signal操作写出P0, P1,P2的同步互斥流程。 M1 M2 M3 P2 P0 P1 B0 B2 B1 对B0，B1和B2缓冲区设3个互斥信号量mutex0=1,mutex1=1,mutex2=1 设P0的同步信号量，full0=3,empty0=0 设P1的同步信号量，full1=0,empty1=2 设P2的同步信号量，full2=0,empty2=2 P0: While(1){ wait(full0); wait(mutex0); 从B0取消息; signal(mutex0); signal(empty0); 加工该消息; wait(empty1); wait(mutex1); 消息放入B1; sign