線程及其實(shí)現(xiàn)-展示頁(yè)
2025-08-10 13:44本頁(yè)面
【正文】 理的所有工作由操作系統(tǒng)內(nèi)核做 。 線程的實(shí)現(xiàn) 從實(shí)現(xiàn)的角度看，線程可以分成 : ?用戶(hù)級(jí)線程 ULT(如 Java ,Informix) ?內(nèi)核級(jí)線程 KLT(如 OS/2)。 ?加快執(zhí)行速度 。 ?C/S應(yīng)用模式 。 ? 節(jié)省內(nèi)存空間 。 ?(線程 ） 通信易于實(shí)現(xiàn) 。 ? 減少 （ 系統(tǒng) ） 管理開(kāi)銷(xiāo) 。 ?結(jié)束 （ Finish） ：又稱(chēng)撤銷(xiāo)線程 。 ?封鎖 （ Block） ：又稱(chēng)阻塞線程 。 線程管理和線程庫(kù) (2) 線程包 (庫(kù) )提供一組 API， 支持應(yīng)用程序創(chuàng)建 、 調(diào)度 、 撤銷(xiāo)和管理線程的運(yùn)行 。 線程管理和線程庫(kù) (1) ? 多線程技術(shù)利用線程包 (庫(kù) )提供線程原語(yǔ)集來(lái)支持多線程運(yùn)行 ， ? 有的操作系統(tǒng)直接支持多線程 ， 而有的操作系統(tǒng)不支持多線程 。 ?掛起狀態(tài)對(duì)線程是沒(méi)有意義的 ，如果進(jìn)程掛起后被對(duì)換出主存 ，則它的所有線程因共享了進(jìn)程的地址空間 ， 也必須全部對(duì)換出去 。 ?系統(tǒng)調(diào)度的基本單位是線程而不是進(jìn)程 ,每當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程時(shí) ，至少要同時(shí)為該進(jìn)程創(chuàng)建一個(gè)線程 ， 否則該進(jìn)程無(wú)法被調(diào)度執(zhí)行 。 ?一個(gè)執(zhí)行堆棧 ?一個(gè)容納局部變量的主存存儲(chǔ)區(qū) 。 ?當(dāng)線程不運(yùn)行時(shí) ,有一個(gè)受保護(hù)的線程上下文 , 用于存儲(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)信息 。 線程是進(jìn)程的組成部分 ， 每個(gè)進(jìn)程內(nèi)允許包含多個(gè)并發(fā)執(zhí)行的實(shí)體（ 控制流 ） ， 這就是多線程 。 它具有： ?一個(gè)虛擬地址空間 ， 用來(lái)容納進(jìn)程的映像； ?對(duì)處理器 、 其他 (通信的 )進(jìn)程 、 文件和 I/O資源等的存取保護(hù)機(jī)制 。 線程的概念 (2) 解決問(wèn)題的基本思路： ?把進(jìn)程的兩項(xiàng)功能－－ “ 獨(dú)立分配資源 ”與 “ 被調(diào)度分派執(zhí)行 ” 分離開(kāi)來(lái)， ?進(jìn)程作為系統(tǒng)資源分配和保護(hù)的獨(dú)立單位，不需要頻繁地切換； ?線程作為系統(tǒng)調(diào)度和分派的基本單位，能輕裝運(yùn)行，會(huì)被頻繁地調(diào)度和切換，在這種指導(dǎo)思想下，產(chǎn)生了線程的概念。 線程及其實(shí)現(xiàn) 引入多線程技術(shù)的動(dòng)機(jī) 多線程環(huán)境中的進(jìn)程和線程 線程的實(shí)現(xiàn) 實(shí)例研究： Solaris的進(jìn)程與線程 ： Windows2022/XP的進(jìn)程與線程 引入多線程技術(shù)的動(dòng)機(jī) ? 考察一個(gè)文件服務(wù)器的例子 ? 單線程 (結(jié)構(gòu) )進(jìn)程 （ Single Threaded Process） ? 多線程 （ 結(jié)構(gòu) ） 進(jìn)程 （ Multiple Threaded process） 單線程結(jié)構(gòu)進(jìn)程給并發(fā)程序設(shè)計(jì)效率帶來(lái)問(wèn)題 ?進(jìn)程切換開(kāi)銷(xiāo)大 ?進(jìn)程通信代價(jià)大 ?進(jìn)程之間的并發(fā)性粒度較粗 ， 并 發(fā)度不高 ?不適合并行計(jì)算和分布并行計(jì)算 的要求 ?不適合客戶(hù) /服務(wù)器計(jì)算的要求 。 線程的概念 (1) ?操作系統(tǒng)中引入進(jìn)程的目的是為了使多個(gè)程序并發(fā)執(zhí)行 ， 以改善資源使用率和提高系統(tǒng)效率 ， ?操作系統(tǒng)中再引入線程 ， 則是為了減少程序并發(fā)執(zhí)行時(shí)所付出的時(shí)空開(kāi)銷(xiāo) ， 使得并發(fā)粒度更細(xì) 、并發(fā)性更好 。 多線程環(huán)境中的進(jìn)程與線程 單線程進(jìn)程的內(nèi)存布局和運(yùn)行 進(jìn)程控制塊 進(jìn) 程 用戶(hù)地址空間 用戶(hù)堆棧 系統(tǒng)堆棧 管理者 執(zhí)行序列 單線程進(jìn)程 (模型 ) 用戶(hù) 地址空間 進(jìn)程 控制塊 用戶(hù) 堆棧 系統(tǒng) 堆棧 管理和執(zhí)行相分離的進(jìn)程模型 用戶(hù)堆棧 系統(tǒng)堆棧 執(zhí)行控制 進(jìn) 程 進(jìn)程控制塊 用戶(hù)地址空間 共 享 執(zhí)行序列 管理者 執(zhí)行序列 用戶(hù)堆棧 系統(tǒng)堆棧 執(zhí)行控制 多線程進(jìn)程的內(nèi)存布局 多線程進(jìn)程模型 用戶(hù) 地址空間 進(jìn)程 控制塊 線程控制塊 系統(tǒng) 堆棧 用戶(hù) 堆棧 線程 1 線程控制塊 系統(tǒng) 堆棧 用戶(hù) 堆棧 線程 N 多線程環(huán)境中進(jìn)程的定義 進(jìn)程 是操作系統(tǒng)中進(jìn)行保護(hù)和資源分配的基本單位 。 多線程環(huán)境中的線程概念 線程 是操作系統(tǒng)進(jìn)程中能夠獨(dú)立執(zhí)行的實(shí)體 （ 控制流 ） ， 是處理器調(diào)度和分派的基本單位 。 線程主要組成 ?線程執(zhí)行狀態(tài) （ 運(yùn)行 、 就緒 、 … ） 。 所以 ，線程也可被看作是執(zhí)行在進(jìn)程內(nèi)的一個(gè)獨(dú)立的程序計(jì)數(shù)器 。 線程具有以下特性 ?并行性： ?共享性： ?動(dòng)態(tài)性： ?結(jié)構(gòu)性： 線程的內(nèi)存布局 進(jìn) 程 地址空間 線 程 1 共 享 空 間 線 程 2 線 程 n 線 程 線程又稱(chēng)輕量進(jìn)程 ?線程運(yùn)行在進(jìn)程的上下文中 ,并使用進(jìn)程的資源和環(huán)境 。
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