西安邮电大学操作系统第二章解剖.ppt

　　3) 信箱的类型　　邮箱可由操作系统创建，也可由用户进程创建，创建者是邮箱的拥有者。据此，可把邮箱分为以下三类：　　(1) 私用邮箱。　　(2) 公用邮箱。　　(3) 共享邮箱。 2.6.3　直接消息传递系统实例　　消息缓冲队列通信机制首先由美国的Hansan提出，并在RC 4000系统上实现，后来被广泛应用于本地进程之间的通信中。在这种通信机制中，发送进程利用Send原语将消息直接发送给接收进程；接收进程则利用Receive原语接收消息。 　　1. 消息缓冲队列通信机制中的数据结构　　(1) 消息缓冲区。 　　(2) PCB中有关通信的数据项。 　　2. 发送原语　　发送进程在利用发送原语发送消息之前，应先在自己的内存空间设置一发送区a，如图2-17所示，把待发送的消息正文、发送进程标识符、消息长度等信息填入其中，然后调用发送原语，把消息发送给目标(接收)进程。发送原语首先根据发送区a中所设置的消息长度a.size来申请一缓冲区i，接着，把发送区a中的信息复制到缓冲区i中。为了能将i挂在接收进程的消息队列mq上，应先获得接收进程的内部标识符j，然后将i挂在j.mq上。由于该队列属于临界资源，故在执行insert操作的前后都要执行wait和signal操作。 图2-17　消息缓冲通信 　　3. 接收原语　　接收进程调用接收原语receive(b)，从自己的消息缓冲队列mq中摘下第一个消息缓冲区i，并将其中的数据复制到以b为首址的指定消息接收区内。 ?　　　2.7 线程(Threads)的基本概念2.7.1 线程的引入　　如果说，在OS中引入进程的目的是为了使多个程序能并发执行，以提高资源利用率和系统吞吐量，那么，在操作系统中再引入线程，则是为了减少程序在并发执行时所付出的时空开销，使OS具有更好的并发性。 　　1. 进程的两个基本属性　　首先让我们来回顾进程的两个基本属性：　　① 进程是一个可拥有资源的独立单位，一个进程要能独立运行，它必须拥有一定的资源，包括用于存放程序正文、数据的磁盘和内存地址空间，以及它在运行时所需要的I/O设备、已打开的文件、信号量等； 　　② 进程同时又是一个可独立调度和分派的基本单位，一个进程要能独立运行，它还必须是一个可独立调度和分派的基本单位。每个进程在系统中有唯一的PCB，系统可根据其PCB感知进程的存在，也可以根据其PCB中的信息，对进程进行调度，还可将断点信息保存在其PCB中。反之，再利用进程PCB中的信息来恢复进程运行的现场。正是由于进程有这两个基本属性，才使进程成为一个能独立运行的基本单位，从而也就构成了进程并发执行的基础。 　　2. 程序并发执行所需付出的时空开销　　为使程序能并发执行，系统必须进行以下的一系列操作：　　(1) 创建进程，系统在创建一个进程时，必须为它分配其所必需的、除处理机以外的所有资源，如内存空间、I/O设备，以及建立相应的PCB；　　(2) 撤消进程，系统在撤消进程时，又必须先对其所占有的资源执行回收操作，然后再撤消PCB；　　(3) 进程切换，对进程进行上下文切换时，需要保留当前进程的CPU环境，设置新选中进程的CPU环境，因而须花费不少的处理机时间。 　　3. 线程——作为调度和分派的基本单位　　如何能使多个程序更好地并发执行，同时又尽量减少系统的开销，已成为近年来设计操作系统时所追求的重要目标。有不少研究操作系统的学者们想到，要设法将进程的上述两个属性分开，由OS分开处理，亦即并不把作为调度和分派的基本单位也同时作为拥有资源的单位，以做到“轻装上阵”；而对于拥有资源的基本单位，又不对之施以频繁的切换。正是在这种思想的指导下，形成了线程的概念。 线程(有时称轻量级进程) ： 是被系统独立调度和分配的基本单位 只拥有极少量运行中必不可少的资源： 程序计数器、一组寄存器和栈(执行栈)。 同属一个进程的各线程之间可以并发执行, 共享所 在进程的代码段、数据段和系统资源 可以创建、撤消本进程中的另一个线程 同样有就绪、阻塞和执行状态 一个进程可以有一个线程一个进程可以有多个线程 线程定义： 有时称轻量级进程、进程中的一个实体、是一个CPU调度单位。 资源的拥有者还是进程或称任务 将原来进程的两个属性分开处理 2.7.2 线程与进程的比较　　1. 调度的基本单位　　2. 并发性　　3. 拥有资源 　　4. 独立性　　5. 系统开销　　6. 支持多处理机系统 引入线程的好处： 占用较少的系统资源, 线程的创建、撤销和切换花费的时空间开销都小。 同一进程内的线程共享内存和文件, 它们之间相互通信无须调用内核, 效率高。 提高应用程序的性能, 如: web页面的多幅图像被同