計算機(jī)畢業(yè)論文文獻(xiàn)翻譯資料-資料下載頁
2025-05-11 17:15本頁面
【導(dǎo)讀】附錄一。initiative,CPU;ot
【正文】 進(jìn)程，一旦當(dāng)前的進(jìn)程使用完分配給自己的 cpu時間，操作系統(tǒng)將決定下一個占用 cpu 時間的是哪一個線程。因此操作系統(tǒng)將定期的中斷當(dāng) 前正在執(zhí)行的線程，將 cpu 分配給在等待隊列的下一個線程。 所以任何一個線程都不能獨(dú)占 cpu。每個線程占用 cpu 的時間取決于進(jìn)程和操作系統(tǒng)。進(jìn)程分配給每個線程的時間很短 ,以至于我們感覺所有的線程是同時執(zhí)行的。實際上 ,系統(tǒng)運(yùn)行每個進(jìn)程的時間有 2 毫秒 ,然后調(diào)度其他的線程。它同時他維持著所有的線程和循環(huán) ,分配很少量的 cpu 時間給線程。線程的的切換和調(diào)度是如此之快 ,以至于感覺是所有的線程是同步執(zhí)行的。 調(diào)度是什么意思 ?調(diào)度意味著處理器存儲著將要執(zhí)行完 cpu 時間的進(jìn)程的狀態(tài)和將來某個時間裝載這個進(jìn)程的狀態(tài)而恢復(fù)其運(yùn)行。 然而這種方式也有不足之處 ,一個線程可以在任何給定的時間中斷另外一個線程的執(zhí)行。假設(shè)一個線程正在向一個文件做寫操作 ,而另外一個線程中斷其運(yùn)行 ,也向同一個文件做寫操作。 Windows 95/NT, UNIX 使用的就是這種線程調(diào)度方式。 在非搶占的調(diào)度模式下 ,每個線程可以需要 cpu 多少時間就占用 cpu 多少時間。在這種調(diào)度方式下 ,可能一個執(zhí)行時間很長的線程使得其他所有需要 cpu 的線程 ” 餓死 ” 。在處理機(jī)空閑，即該進(jìn)程沒有使用時 cpu，系統(tǒng)可以允許其他的進(jìn)程暫時使用 cpu。 占用 cpu 的線程擁有對 cpu 的控制權(quán)，只有 它自己主動釋放 cpu 時，其他的線程才可以使用 cpu。一些 I/O 和 Windows 就是使用這種調(diào)度策略。 在有些操作系統(tǒng)里面，這兩種調(diào)度策略都會用到。非搶占的調(diào)度策略在線程運(yùn)行優(yōu)先級一般時用到，而對于高優(yōu)先級的線程調(diào)度則多采用搶占式的調(diào)度策略。如果你不確定系統(tǒng)采用的是那種調(diào)度策略，假設(shè)搶占的調(diào)度策略不可用是比較安全的。 在設(shè)計應(yīng)用程序的時候，我們認(rèn)為那些占用 cpu 時間比較多的線程在一定的間隔是會釋放 cpu 的控制權(quán)的，這時候系統(tǒng)會查看那些在等待隊列里面的與當(dāng)前運(yùn)行的線程同一優(yōu)先級或者更高的優(yōu)先級的線程，而讓這些線程得以使用 cpu。如果系統(tǒng)找到一個這樣的線程，就立即暫停當(dāng)前執(zhí)行的線程和激活滿足條件的線程。如果沒有找到同一優(yōu)先級或更高級的線程，當(dāng)前線程還繼續(xù)占有 cpu。 當(dāng)正在執(zhí)行的線程想釋放 cpu 的控制權(quán)給一個低優(yōu)先級的線程，當(dāng)前線程就轉(zhuǎn)入睡眠狀態(tài)而讓低優(yōu)先級的線程占有 cpu。 在多處理器系統(tǒng)，操作系統(tǒng)會將這些獨(dú)立的線程分配給不同的處理器執(zhí)行，這樣將會大大的加快程序的運(yùn)行。線程執(zhí)行的效率也會得到很大的提高，因為 將線程的分時共享單處理器變成了分布式的多處理器執(zhí)行。這種多處理器在三維建模和圖形處理是非常有用的。 需要多線程嗎 ？ 我們發(fā)出了一個打印的命令，要求打印機(jī)進(jìn)行打印任務(wù)，假設(shè)這時候計算機(jī)停止了響應(yīng)而打印機(jī)還在工作，那豈不是我們的停止手上的事情就等著這慢速的打印機(jī)打??？所幸的是，這種情況不會發(fā)生，我們在打印機(jī)工作的時候還可以同時聽音樂或者畫圖。 因為我們使用了獨(dú)立的多線程來執(zhí)行這些任務(wù)。你可能會對多個用戶同時訪問數(shù)據(jù)庫或者 web 服務(wù)器感到吃驚，他們是怎么工作的？這是因為為每個連接到數(shù)據(jù)庫或者web 服務(wù)器的用戶建立了 獨(dú)立的線程來維護(hù)用戶的狀態(tài)。 如果一個程序的運(yùn)行有一定的順序，這時候采用這種方式可能會出現(xiàn)問題，甚至導(dǎo)致整個程序崩潰。如果程序可以分成獨(dú)立的不同的任務(wù)，使用多線程，即使某一部分任務(wù)失敗了，對其他的也沒有影響，不會導(dǎo)致整個程序崩潰。毫無疑問的是，編寫多線程程序使得你有了一個利器可以駕奴非多線程的程序，但是多線程也可能成為一個負(fù)擔(dān)或者需要不小的代價。如果使用的不當(dāng)，會帶來更多的壞處。 如果一個程序有很多的線程，那么其他程序的線程必然只能占用更少的 cpu 時間；而且大量的 cpu 時間是用于線程調(diào)度的；操作系統(tǒng)也需要足 夠的內(nèi)存空間來維護(hù)每個線程的上下文信息；因此，大量的線程會降低系統(tǒng)的運(yùn)行效率。因此，如果使用多線程的話，程序的多線程必須設(shè)計的很好，否則帶來的好處將遠(yuǎn)小于壞處。因此使用多線程我們必須小心的處理這些線程的創(chuàng)建，調(diào)度和釋放工作。 有多種方法可以設(shè)計多線程的應(yīng)用程序。正如后面的文章所示，我將給出詳細(xì)的編程示例，通過這些例子，你將可以更好的理解多線程。線程可以有不同的優(yōu)先級，舉例子來說，在我們的應(yīng)用程序里面，繪制圖形或者做大量運(yùn)算的同時要接受用戶的輸入，顯然用戶的輸入需要得到第一時間的響應(yīng)，而圖形繪制或者運(yùn)算則需要 大量的時間，暫停一下問題不大，因此用戶輸入線程將需要高的悠閑級，而圖形繪制或者運(yùn)算低優(yōu)先級即可。這些線程之間相互獨(dú)立，相互不影響。 在上面的例子中，圖形繪制或者大量的運(yùn)算顯然是需要站用很多的 cpu 時間的，在這段時間，用戶沒有必要等著他們執(zhí)行完畢再輸入信息，因此我們將程序設(shè)計成獨(dú)立的兩個線程，一個負(fù)責(zé)用戶的輸入，一個負(fù)責(zé)處理那些耗時很長的任務(wù)。這將使得程序更加靈活，能夠快速響應(yīng)。同時也可以使得用戶在運(yùn)行的任何時候取消任務(wù)的可能。在這個繪制圖形的例子中，程序應(yīng)該始終負(fù)責(zé)接收系統(tǒng)發(fā)來的消息。如果由于程序忙于一個任 務(wù)，有可能會導(dǎo)致屏幕變成空白，這顯然需要我們的程序來處理這樣的事件。所以我必須得有一個線程負(fù)責(zé)來處理這些消息，正如剛才所說的應(yīng)該觸發(fā)重畫屏幕的工作。 我們應(yīng)該把握一個原則，對于那些對時間要求比較緊迫需要立即得到相應(yīng)的任務(wù)，我們因該給予高的優(yōu)先級，而其他的線程優(yōu)先級應(yīng)該低于她的優(yōu)先級。偵聽客戶端請求的線程應(yīng)該始終是高的優(yōu)先級，對于一個與用戶交互的用戶界面的任務(wù)來說，它需要得到第一時間的響應(yīng)，其優(yōu)先級因該高優(yōu)先級。
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