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Chapter-3.2 [线程]

Chapter-3.2 [线程]

作者: James | 来源:发表于2017-03-15 20:46 被阅读37次

    多线程的优点

    1. 并行实体共享同一个地址空间和所有可用数据
    2. 创建快,容易撤销
    3. 对于IO密集型的程序,使用多线程能够加快程序的运行
    

    线程的几种实现方式

    1. 用户级线程(User-LevelThread, ULT) : 由应用程序所支持的线程实现, 内核意识不到用户级线程的实现
    2. 内核级线程(Kemel-LevelThread, KLT): 内核级线程又称为内核支持的线程
    3. 组合级线程,线程创建完全在用户空间中完成,线程的调度和同步也在应用程序中进行. 
      一个应用程序中的多个用户级线程被映射到一些(小于或等于用户级线程的数目)内核级线程上。
    

    用户线程的优点

    1 可以在不支持线程的操作系统中实现。
    2 创建和销毁线程、线程切换代价等线程管理的代价比内核线程少, 因为保存线程状态的过程和调用程序都只是本地过程
    3 允许每个进程定制自己的调度[算法],线程管理比较灵活。
    4 线程能够利用的表空间和堆栈空间比内核级线程多
    5 不需要陷阱,不需要上下文切换,也不需要对内存高速缓存进行刷新,使得线程调用非常快捷
    6 线程的调度不需要内核直接参与,控制简单。
    

    用户线程的缺点

    1 线程发生I/O或页面故障引起的阻塞时,如果调用阻塞系统调用则内核由于不知道有多线程的存在,
      而会阻塞整个进程从而阻塞所有线程, 因此同一进程中只能同时有一个线程在运行
    2 页面失效也会产生类似的问题。
    3 一个单独的进程内部,没有时钟中断,所以不可能用轮转调度的方式调度线程
    4 资源调度按照进程进行,多个处理机下,同一个进程中的线程只能在同一个处理机下分时复用
    

    内核线程的优点:

    1 多处理器系统中,内核能够并行执行同一进程内的多个线程
    2 如果进程中的一个线程被阻塞,能够切换同一进程内的其他线程继续执行(用户级线程的一个缺点)
    3 所有能够阻塞线程的调用都以系统调用的形式实现,代价可观
    4 当一个线程阻塞时,内核根据选择可以运行另一个进程的线程,而用户空间实现的线程中,运行时系统始终运行自己进程中的线程
    5 信号是发给进程而不是线程的,当一个信号到达时,应该由哪一个线程处理它?线程可以“注册”它们感兴趣的信号
    

    用户级线程和内核级线程的区别

    1 内核支持线程是OS内核可感知的,而用户级线程是OS内核不可感知的。
    2 用户级线程的创建、撤消和调度不需要OS内核的支持,是在语言(如Java)这一级处理的;
     而内核支持线程创建、撤消和调度都需OS内核提供支持,而且与进程的创建、撤消和调度大体是相同的。
    3 用户级线程执行系统调用指令时将导致其所属进程被中断,而内核支持线程执行系统调用指令时,只导致该线程被中断。
    4 在只有用户级线程的系统内,CPU调度还是以进程为单位,处于运行状态的进程中的多个线程,
      由用户程序控制线程的轮换运行;在有内核支持线程的系统内,CPU调度则以线程为单位,由OS的线程调度程序负责线程的调度。
    5 用户级线程的程序实体是运行在用户态下的程序,而内核支持线程的程序实体则是可以运行在任何状态下的程序。
    

    组合级线程

    组合级线程.png

    用户级线程

    用户级线程.png

    内核级线程

    内核线程.png

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