【正文】 out_str[index]=0。string[index]。 } } 多核結(jié)構(gòu)與程序設(shè)計(jì) Southeast University 東 南 大 學(xué) 47 并行程序設(shè)計(jì)的常見(jiàn)問(wèn)題 ? 非阻塞算法 ?ABA問(wèn)題 ?CAS原語(yǔ)操作的時(shí)候，如果有一個(gè)線(xiàn)程將該數(shù)字從A改到 B又改回 A，其他線(xiàn)程可能就感知不到這一變化，從而引起混亂。 ? 自動(dòng)重置：一旦事件發(fā)生并被處理后，自動(dòng)恢復(fù)到?jīng)]有事件狀態(tài)，不需要再次設(shè)置。 Thread A …… mutex lock()。 } } 多核結(jié)構(gòu)與程序設(shè)計(jì) Southeast University 東 南 大 學(xué) 38 互斥與同步 ? 同步原語(yǔ) ?信號(hào)量 ?信號(hào)量用于互斥 ? 一個(gè)單向的獨(dú)木橋，一次只能走一個(gè)人，若用進(jìn)程表示每個(gè)人，用 P、 V操作給出各人的過(guò)橋過(guò)程 ? 一個(gè)售票廳只能容納 300人，當(dāng)少于 300人時(shí)可以進(jìn)入，否則，需在外等候，若將每一個(gè)購(gòu)票者作為一個(gè)進(jìn)程，請(qǐng)用 P、 V操作表示該購(gòu)票過(guò)程。 sum++。 ? (2) 顧客可以分期貸款 ,但貸款的總數(shù)不能超過(guò)最大需求量 。 ?破壞“請(qǐng)求與保持”條件 ? 不允許進(jìn)程在已獲得某種資源的情況下，申請(qǐng)其他資源。 ? 一個(gè)線(xiàn)程獲得同步對(duì)象，其他線(xiàn)程必須等待 ? 當(dāng)獲得同步對(duì)象的線(xiàn)程完成，釋放對(duì)象，將對(duì)象給等待的線(xiàn)程。 ?一個(gè)侍者擺放花和蠟燭。 15 多核結(jié)構(gòu)與程序設(shè)計(jì) Southeast University 東 南 大 學(xué) 什么是線(xiàn)程 ? 線(xiàn)程狀態(tài)的變遷 16 終 止運(yùn) 行阻 塞就 緒調(diào) 度條 件 滿(mǎn) 足 等 待 資 源切 換被 創(chuàng) 建完 成 多核結(jié)構(gòu)與程序設(shè)計(jì) Southeast University 東 南 大 學(xué) 17 進(jìn)程、線(xiàn)程和并行程序設(shè)計(jì) ? 內(nèi)容 ?進(jìn)程的概念 ?什么是線(xiàn)程 ?線(xiàn)程的設(shè)計(jì) ?互斥與同步 ?并行程序設(shè)計(jì)的常見(jiàn)問(wèn)題 多核結(jié)構(gòu)與程序設(shè)計(jì) Southeast University 東 南 大 學(xué) 18 線(xiàn)程的設(shè)計(jì) ? 為了功能而線(xiàn)程化 ? 為了性能而線(xiàn)程化 ?為了節(jié)省周轉(zhuǎn)時(shí)間而線(xiàn)程化 ?為了吞吐量提高而線(xiàn)程化 ? 分解工作 ?任務(wù)分解 ?數(shù)據(jù)分解 開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序的時(shí)候進(jìn)行線(xiàn)程化的最佳時(shí)機(jī)是設(shè)計(jì)階段 多核結(jié)構(gòu)與程序設(shè)計(jì) Southeast University 東 南 大 學(xué) 19 線(xiàn)程的設(shè)計(jì) ? 為功能而線(xiàn)程化 ?分配不同的線(xiàn)程來(lái)完成應(yīng)用程序的不同功能 ?這是最容易的方法，因?yàn)楣δ苤丿B的機(jī)會(huì)很罕見(jiàn)。 ?內(nèi)核創(chuàng)建和管理內(nèi)核級(jí)線(xiàn)程的代價(jià)高，但好于對(duì)進(jìn)程的代價(jià) 多核結(jié)構(gòu)與程序設(shè)計(jì) Southeast University 東 南 大 學(xué) 12 什么是線(xiàn)程 ? 線(xiàn)程的級(jí)別 ?硬件級(jí)線(xiàn)程 ?由硬件來(lái)調(diào)度 ?SMT: 同時(shí)多線(xiàn)程 ? 超線(xiàn)程技術(shù) (intel的 HT) ? UltraSPARC (SUN) ?CMT: 芯片多線(xiàn)程 ? 芯片多進(jìn)程 +多線(xiàn)程 ? 也許是簡(jiǎn)單核，但是多線(xiàn)程 – 多核 – 眾核 多核結(jié)構(gòu)與程序設(shè)計(jì) Southeast University 東 南 大 學(xué) 什么是線(xiàn)程 ? 多線(xiàn)程的映射模型 ?對(duì)于實(shí)現(xiàn)了用戶(hù)級(jí)線(xiàn)程和內(nèi)核級(jí)線(xiàn)程的操作系統(tǒng)，用戶(hù)級(jí)線(xiàn)程和內(nèi)核級(jí)線(xiàn)程之間的可以有不同的映射方式 ?多對(duì)一模型 ?把多個(gè)用戶(hù)級(jí)線(xiàn)程映射到一個(gè)內(nèi)核級(jí)線(xiàn)程 ?線(xiàn)程的管理在用戶(hù)空間實(shí)現(xiàn)，所以效率高。多核結(jié)構(gòu)與程序設(shè)計(jì) Southeast University 東 南 大 學(xué) 1 東南大學(xué)成賢學(xué)院計(jì)算機(jī)系 多核結(jié)構(gòu)與程序設(shè)計(jì) 楊全勝 多核結(jié)構(gòu)與程序設(shè)計(jì) Southeast University 東 南 大 學(xué) 2 進(jìn)程、線(xiàn)程和并行程序設(shè)計(jì) ? 內(nèi)容 ?進(jìn)程的概念 ?什么是線(xiàn)程 ?線(xiàn)程的設(shè)計(jì) ?互斥與同步 ?并行程序設(shè)計(jì)的常見(jiàn)問(wèn)題 多核結(jié)構(gòu)與程序設(shè)計(jì) Southeast University 東 南 大 學(xué) 3 進(jìn)程的概念 ? 現(xiàn)代操作系統(tǒng)以進(jìn)程的形式來(lái)加載程序 ?進(jìn)程是程序的一次動(dòng)態(tài)執(zhí)行 ?進(jìn)程是資源的擁有者 ? 進(jìn)程是一個(gè)四元組 (P,C,D,S) ?P程序代碼 ?C進(jìn)程控制狀態(tài) ?D進(jìn)程的數(shù)據(jù) ?S進(jìn)程的執(zhí)行狀態(tài) ? 進(jìn)程的特征 ?資源特征，包括程序執(zhí)行所必需的計(jì)算資源 ?執(zhí)行特征，包括在進(jìn)程執(zhí)行過(guò)程中動(dòng)態(tài)改變的特征 多核結(jié)構(gòu)與程序設(shè)計(jì) Southeast University 東 南 大 學(xué) 4 進(jìn)程的概念 ? 進(jìn)程的狀態(tài) 非存在 狀態(tài) 就緒狀態(tài) 運(yùn)行狀態(tài) 退出狀態(tài) 掛起狀態(tài) 多核結(jié)構(gòu)與程序設(shè)計(jì) Southeast University 東 南 大 學(xué) 5 進(jìn)程的概念 ? 進(jìn)程間的通信 ?現(xiàn)代操作系統(tǒng)提供基本的系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)，允許位于同一臺(tái)處理機(jī)或不同處理機(jī)的多個(gè)進(jìn)程之間相互交流信息 ?表現(xiàn)形式 ? 通信 ? 同步 ? 聚集（歸約） ?實(shí)現(xiàn)方法 ?在共享存儲(chǔ)模式下，通信可以通過(guò)操作系統(tǒng)讀 /寫(xiě)共享緩存來(lái)實(shí)現(xiàn)。 ?當(dāng)一個(gè)線(xiàn)程因調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用被阻塞時(shí)，整個(gè)進(jìn)程被阻塞 ?一對(duì)一模型 ?把每個(gè)用戶(hù)級(jí)線(xiàn)程影射到一個(gè)內(nèi)核級(jí)線(xiàn)程。 ?在一個(gè)應(yīng)用程序中控制并發(fā)功能的執(zhí)行是比較容易的。 ?一個(gè)侍者擺放器皿 ? 湯匙、刀子和叉子 ?一個(gè)侍者放玻璃杯 多核結(jié)構(gòu)與程序設(shè)計(jì) Southeast University 東 南 大 學(xué) 23 線(xiàn)程的設(shè)計(jì) ? 為了吞吐量而線(xiàn)程化 ?在固定的時(shí)間內(nèi)完成最多的任務(wù) ?舉例：