操作系统-第4章-线程.ppt

第4章线程主要内容4.1进程和线程4.2线程分类4.3多核和线程4.4Windows7线程4.5Solaris线程4.6Linux线程4.7MacOSX的GCD技术（略）4.1进程和线程进程包含两个特点：资源所有权：进程拥有对资源的控制权或所有权。调度/执行：进程是一个可被操作系统调度和分派的单位。进程的两个特点是独立的，操作系统可以独立地对其进行处理。线程（轻量级进程）：分派（调度运行）的单位。进程（任务）：拥有资源所有权的单位。4.1.1多线程单线程：每个进程中只有一个线程在执行；多线程：每个进程中有多个线程并发执行。线程和进程的区别线程的优点在一个已有进程中创建一个新线程比创建一个全新进程所需的时间少很多。终止一个线程比终止一个进程花费的时间少。同一进程内线程间切换比进程间切换花费的时间少。线程提高了不同的执行程序间通信的效率。4.1.2线程功能特性1、线程状态线程的关键状态就绪运行阻塞挂起对线程没有意义。一个线程阻塞是否会导致整个进程阻塞？2、线程同步同进程同步，后续章节会涉及。4.2线程分类4.2.1用户级和内核级线程1、用户级线程有关线程管理的所有工作都由应用程序完成，内核意识不到线程的存在。优点：线程切换不需要内核态特权；调度可以是应用程序相关的；用户级线程可以在任何操作系统中运行，不需要对底层内核进行修改以支持用户级线程。缺点：当执行一个系统调用时，会阻塞进程中所有线程；无法利用多处理技术。2、内核级线程有关线程管理的工作由内核完成，应用程序只有一个到内核线程设施的应用程序编程接口。优点：内核可同时把同一进程中的多个线程调度到多个处理器中；若进程中的一个线程被阻塞，内核可以调度同一进程中的另一个线程；内核例程本身也可以使用多线程。缺点：在把控制从一个线程传送到同一个进程内的另一个线程时，需要内核的状态切换。3、混合方法线程创建、调度和同步在应用程序中进行，一个应用程序中的多个用户级线程被映射到一些内核级线程上。结合纯粹用户级线程方法和内核级线程方法的优点，并克服它们的缺点。4.2.2其他方案线程和进程间的关系4.3多核和线程使用多核系统支持多线程应用程序会带来一些性能和应用程序设计上的问题。多核架构带来的潜在性能提升取决于一个应用程序有效使用可用并行资源的能力。4.4Windows线程Windows进程作为对象实现，使用两类与进程相关的对象：进程线程Windows线程有六种状态：就绪备用运行等待过渡终止4.5Solaris线程Solaris采用三层线程架构用户级线程：通过线程库在进程地址空间中实现，对操作系统是不可见的，进程内一个用户创建的执行单元。轻量级进程：用户级线程和内核线程间的映射，每个轻量级进程支持一个或多个用户级线程，并映射到一个内核线程。内核线程：可调度和分派到系统处理器上运行的基本实体。辅助操作系统的线程管理，并向应用程序提供清晰的接口。4.6Linux线程Linux中进程和线程没有区别。当两个进程共享相同虚存时，可被当做是一个进程中的线程；没有为线程单独定义数据结构。作业复习题4.5,4.6,4.7**多线程进程模型线程控制块用户栈内核栈线程控制块用户栈内核栈…线程n控制块用户栈核心栈存储区进程控制块用户地址空间线程1线程1线程控制块…线程2线程1线程控制块用户栈内核栈线程i线程n单线程进程模型用户栈内核栈进程控制块用户地址空间TRIX结合了M:1和1:M的属性M:NRS、Emerald一个线程可以从一个进程环境迁移到另一个进程环境，允许线程可以很容易地在不同系统中移动1:MWindowsNT、Solaris一个进程定义了一个地址空间和动态资源所有权，可以在该进程中创建和执行多个线程M:1传统UNIX执行的每个线程是一个唯一的进程，有它自己的地址空间和资源1:1实例系统描述线程:进程*