第2章进程管理精要.ppt

* * 2.7.4 线程控制 1. 内核支持线程的实现 图 2 - 13 任务数据区空间 PTDA 进程资源 TCB # 1 TCB # 2 TCB # 3 * * 2. 用户级线程的实现 1) 运行时系统(Runtime System) 运行时系统实质上是用于管理和控制线程的函数(过程)的集合， 其中包括用于创建和撤消线程的函数、 线程同步和通信的函数以及实现线程调度的函数等。　　这些函数使用户级线程与内核无关。运行时系统中的所有函数都驻留在用户空间，并作为用户级线程与内核之间的接口。 * * 2) 内核控制线程 　　又称为轻型进程LWP(Light Weight Process)。 每一个进程都可拥有多个LWP， 同用户级线程一样， 每个LWP都有自己的数据结构(如TCB)，其中包括线程标识符、优先级、 状态， 另外还有栈和局部存储区等。 它们也可以共享进程所拥有的资源。 　　LWP可通过系统调用来获得内核提供的服务，这样，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。 * * 图 2 - 14 利用轻型进程作为中间系统 * * * 为了协调双方的通信，管道机制必须提供以下三方面的协调能力： ① 互斥，即当一个进程正在对pipe执行读/写操作时，其它(另一)进程必须等待。 ② 同步，指当写(输入)进程把一定数量(如4 KB)的数据写入pipe，便去睡眠等待， 直到读(输出)进程取走数据后，再把他唤醒。当读进程读一空pipe时，也应睡眠等待，直至写进程将数据写入管道后，才将之唤醒。 ③ 确定对方是否存在，只有确定了对方已存在时，才能进行通信。 * * 2.6.2 消息传递通信的实现方法 1. 直接通信方式 　　发送进程利用OS所提供的发送命令，直接把消息发送给目标进程。要求发送进程和接收进程都以显式方式提供对方的标识符。通常，系统提供下述两条通信命令(原语)：　 　　Send(Receiver, message); 发送一个消息给接收进程； Receive(Sender, message); 接收Sender发来的消息； * * 在某些情况下，接收进程可与多个发送进程通信，因此，它不可能事先指定发送进程。 　　对于这样的应用，在接收进程接收消息的原语中的源进程参数，是完成通信后的返回值，接收原语可表示为： Receive (id, message); * * 利用直接通信原语，来解决生产者-消费者问题。生产者-消费者的通信过程可分别描述如下： repeat … produce an item in nextp; … send(consumer, nextp); until false; repeat receive(producer, nextc); … consume the item in nextc; until false; * * 2. 间接通信方式 (1) 信箱的创建和撤消。 (2) 消息的发送和接收。当进程之间要利用信箱进行通信时，必须使用共享信箱，并利用系统提供的下述通信原语进行通信。 Send(mailbox, message); 将一个消息发送到指定信箱； Receive(mailbox, message); 从指定信箱中接收一个消息； * * 信箱可由操作系统创建，也可由用户进程创建，创建者是信箱的拥有者。 1) 私用信箱 用户进程可为自己建立一个新信箱，并作为该进程的一部分。信箱的拥有者有权从信箱中读取消息，其他用户则只能将自己构成的消息发送到该信箱中。 * * 2) 公用信箱 　　由操作系统创建，并提供给系统中的所有核准进程使用。核准进程既可把消息发送到该信箱中，也可从信箱中读取发送给自己的消息。 3) 共享信箱 它由某进程创建，在创建时或创建后，指明它是可共享的，同时须指出共享进程(用户)的名字。信箱的拥有者和共享者，都有权从信箱中取走发送给自己的消息。 * * 在利用信箱通信时，在发送进程和接收进程之间，存在以下四种关系： (1) 一对一关系。这时可为发送进程和接收进程建立一条两者专用的通信链路，使两者之间的交互不受其他进程的干扰。 (2) 多对一关系