[計算機]windows操作系統(tǒng)課件_第3章調(diào)度(編輯修改稿)
2025-02-15 17:13 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 – 線程的基本優(yōu)先級 = [進(jìn)程的基本優(yōu)先級 2，進(jìn)程的基本優(yōu)先級 + 2]，由應(yīng)用程序控制 – 線程的動態(tài)優(yōu)先級 = [進(jìn)程的基本優(yōu)先級 2, 31]，由 NT核心控制 從 0到 31，數(shù)值越大，優(yōu)先級越高。分為兩類 ? 線程優(yōu)先級（ Base Priority） 由進(jìn)程優(yōu)先級類（ Priority Class） 和線程優(yōu)先級偏移（ Priority Level） 構(gòu)成，分別由相關(guān)函數(shù)控制。 16 個 實時 線程優(yōu)先級15 個 可變 線程 優(yōu)先級1 個 系統(tǒng) 線 程 優(yōu)先級( 零頁線程)實時 優(yōu)先級范圍16 31實時 優(yōu)先級的相對實時可變 優(yōu)先級范圍1 15可變 優(yōu)先級的相對 實時實時 優(yōu)先級的相對 空閑可變 優(yōu)先級的相對 空閑實時空閑中下中級中上高級僅用于零頁線程(Wi n32 應(yīng)用不能使用)有關(guān) API ? 進(jìn)程優(yōu)先級類函數(shù)： – GetPriorityClass（ 讀取） – SetPriorityClass（ 設(shè)置） ? 線程優(yōu)先級偏移： – GetThreadPriority（ 讀?。? – SetThreadPriority（ 設(shè)置） 線程調(diào)度數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 進(jìn)程 進(jìn)程線程 線程線程 線程310就緒位圖31 0空閑位圖31 0缺省基本優(yōu)先級缺省處理機偏好缺省時間配額基本優(yōu)先級當(dāng)前優(yōu)先級處理機偏好時間配額線程調(diào)度器就緒隊列? 就緒位圖 (KiReadySummary) – 為了提高調(diào)度速度， Windows 2022維護(hù)了一個稱為就緒位圖 (KiReadySummary)的 32位量。就緒位圖中的每一位指示一個調(diào)度優(yōu)先級的就緒隊列中是否有線程等待運行。 空閑位圖 (KiIdleSummary) – Windows 2022還維護(hù)一個稱為空閑位圖(KiIdleSummary)的 32位量?？臻e位圖中的每一位指示一個處理機是否處于空閑狀態(tài)。 ? 調(diào)度器自旋鎖 (KiDispatcherLock) – 為了防止調(diào)度器代碼與線程在訪問調(diào)度器數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時發(fā)生沖突，處理機調(diào)度僅出現(xiàn)在 DPC/調(diào)度層次。但在多處理機系統(tǒng)中，修改調(diào)度器數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)需要額外的步驟來得到內(nèi)核調(diào)度器自旋鎖(KiDispatcherLock) 與線程調(diào)度相關(guān)的內(nèi)核變量 變量名 變量類型 功能說明KiDi sp atche rL ock 自旋鎖 調(diào)度器自旋鎖KeNum berProce ss ors 字節(jié) 系統(tǒng)中的可用處理機數(shù)目KeAc ti veP roce ss ors 32 位位圖 描述系統(tǒng)中各處理機是否正處于運行狀態(tài)KiI dl eSu m m ar y 32 位位圖 描述系統(tǒng)中各處理機是否處于空閑狀態(tài)KiR ea dy S um m ar y 32 位位圖 描述各調(diào)度優(yōu)先級是否有就緒線程等待調(diào)度KiDi sp atche rReady L is tHead 有 32 個元素的數(shù)組32 個元素分別指向 32 個就緒隊列 線程時間配額 (Quantum) ? 時間配額是一個線程從進(jìn)入運行狀態(tài)到Windows 2022檢查是否有其他優(yōu)先級相同的線程需要開始運行之間的 時間總和 。一個線程用完了自己的時間配額時，如果沒有其它相同優(yōu)先級線程， Windows 2022將重新給該線程分配一個新的時間配額，并繼續(xù)運行。 ? 每個線程都有一個 代表本次運行最大時間長度的時間配額。時間配額不是一個時間長度值，而一個稱為 配額單位 (quantum unit)的整數(shù)。 時間配額的計算 ? 缺省時，在 Windows 2022專業(yè)版中線程時間配額為 6；而在 Windows 2022服務(wù)器中線程時間配額為36。 – 在 Windows 2022服務(wù)器中取較長缺省時間配額的原因是，保證客戶請求所喚醒的服務(wù)器應(yīng)用有足夠的時間在它的時間配額用完前完成客戶的請求并回到等待狀態(tài)。 ? 每次 時鐘中斷 ，時鐘中斷服務(wù)例程從線程的時間配額中減少一個固定值 (3)。 – 如果沒有剩余的時間配額，系統(tǒng)將 觸發(fā)時間配額用完處理 ，選擇另外一個線程進(jìn)入運行狀態(tài)。 – 在 Windows 2022專業(yè)版中，由于每個時鐘中斷時減少的時間配額為 3，一個 線程的缺省運行時間為2個時鐘中斷間隔 ；在 Windows 2022服務(wù)器中，一個線程的缺省運行時間為 12個時鐘中斷間隔 。 ? 如果時鐘中斷出現(xiàn)時系統(tǒng)正在處在 DPC/線程調(diào)度層次以上 (如系統(tǒng)正在執(zhí)行一個延遲過程調(diào)用或一個中斷服務(wù)例程 )，當(dāng)前線程的 時間配額仍然要減少 。甚至在整個時鐘中斷間隔期間，當(dāng)前線程一條指令也沒有執(zhí)行，它的時間配額在時鐘中斷中也會被減少。 ? 不同硬件平臺的時鐘中斷間隔是不同的 ，時鐘中斷的頻率是由硬件抽象層確定的，而不是內(nèi)核確定的。 – 例如，大多數(shù) x86單處理機系統(tǒng)的時鐘中斷間隔為 10毫秒，大多數(shù) x86多處理機系統(tǒng)的時鐘中斷間隔為 15毫秒。 ? 在等待完成時允許減少部分時間配額 。 – 當(dāng)優(yōu)先級小于 14的線程執(zhí)行一個等待函數(shù)(如 WaitForSingleObject或WaitForMultipleObjects)時，它的時間配額被減少 1個時間配額單位。 – 當(dāng)優(yōu)先級大于等于 14的線程在執(zhí)行完等待函數(shù)后，它的時間配額被重置。 ? 這種部分減少時間配額的做法可解決 線程在時鐘中斷觸發(fā)前進(jìn)入等待狀態(tài) 所產(chǎn)生的問題。 – 如果不進(jìn)行這種部分減少時間配額操作，一個線程可能永遠(yuǎn)不減少它的時間配額。 – 例如，一個線程運行一段時間后進(jìn)入等待狀態(tài)，再運行一段時間后又進(jìn)入等待狀態(tài)，但在時鐘中斷出現(xiàn)時它都不是當(dāng)前線程，則它的時間配額永遠(yuǎn)也不會因為運行而減少。 時間配額的控制 在系統(tǒng)注冊庫中的一個注冊項“ HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\PriorityControl\Win32PrioritySeparation”， 允許用戶指定線程時間配額的相對長度 (長或短 )和前臺進(jìn)程的進(jìn)程的時間配額是否加長。該注冊項為 6位，分成 3個字段，每個字段占 2位。 前臺進(jìn)程時間配額提升時間配額長度 前后臺變化? 時間配額長度字段 (Sho
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