网站开发类参考文献,整站优化温州怎么做?,wordpress文章特效插件,制作网页应该用哪个文章目录 2.1_6 线程的实现方式和多线程模型#xff08;一#xff09;线程的实现方式#xff08;1#xff09;用户级线程#xff08;2#xff09;内核级线程 #xff08;二#xff09;多线程模型#xff08;1#xff09;一对一模型#xff08;2#xff09;多对一模… 文章目录 2.1_6 线程的实现方式和多线程模型一线程的实现方式1用户级线程2内核级线程 二多线程模型1一对一模型2多对一模型3多对多模型 总结 2.1_6 线程的实现方式和多线程模型 一线程的实现方式
1用户级线程 用户级线程User-Level ThreadULT。 历史背景早期的操作系统如早期Unix只支持进程不支持线程。当时的“线程”是由线程库实现的。 以进程的方式实现逻辑上的线程线程其实就是进程中的一段代码逻辑。很多编程语言提供了强大的线程库可以实现线程的创建、销毁、调度等功能。 问题 1.线程的管理工作由谁来完成 由于线程只是逻辑上的实际上还是进程。因此“线程”的管理工作不是由操作系统完成的。是由线程库完成的。 2.线程切换是否需要CPU变态用户态、内核态的转换 “线程”只是进程程序中的一段逻辑代码来实现的“逻辑上的线程”“线程的切换”只是应用程序执行代码逻辑的一个过程如下图所示只是在用户态下就能进行进程的切换工作并不需要操作系统的干涉。 3.操作系统是否能意识到用户级线程的存在 显然操作系统只能意识到有这个进程的存在。而在这个进程内部你的代码是如何通过逻辑代码实现“线程”的操作系统是意识不到这些“线程”的存在的。 这也是为什么它叫“用户级线程”就是因为这种线程是只有用户能感受的到而操作系统感知不到这种线程的存在。 优缺点 优点 用户级线程的切换在用户空间即可完成不需要切换到核心态线程管理的系统开销小效率高。 缺点 1.当一个用户级线程被阻塞后整个进程都会被阻塞并发度不高。 如下图如果{处理视频聊天的代码;}被阻塞那么后续的其他“用户级线程”都将得不到执行。 2.多个线程不可在多核处理机上并行运行。 它只是逻辑上的线程实际上还只是进程机制因此CPU调度的基本单位仍然是进程。 2内核级线程 内核级线程Kernel-Level ThreadKLT又称“内核支持的线程”。是从操作系统视角也可以感知到的线程。 大多数现代操作系统都实现了内核级线程如Windows、Linux。 随着操作系统的发展由操作系统支持的线程就叫内核级线程。 问题 1.线程的管理工作由谁来完成 当然是由操作系统内核来完成。 2.线程切换是否需要CPU变态 既然这些内核级线程是由操作系统管理的那么它们之间的切换肯定是要由操作系统介入的。因此在进行线程切换的时候当然要由用户态转为内核态在内核态下才能完成内核级线程的转换。 3.操作系统是否能意识到内核级线程的存在 能。 优缺点 优点 当一个线程被阻塞后别的线程还可以继续执行并发能力强。多线程可在多核处理机上并行执行。 缺点 一个用户进程会占用多个内核级线程线程切换由操作系统内核完成需要切换到核心态因此线程管理的成本高开销大。
二多线程模型 既然“用户级线程”和“内核级线程”都各有优缺点那么我们不妨将二者结合起来吸收两者各自的优点。 例如可以在内核级线程的机制下仍然引入线程库从而使得多个用户级线程映射到一个内核级线程上。 而映射的方式也不只此一种。根据映射关系不同可以分为几种模型。 在支持内核级线程的系统中根据用户级线程和内核级线程的映射关系可以划分为几种多线程模型。
1一对一模型 一个用户级线程映射到一个内核级线程。每个用户进程有与用户级线程同数量的内核级线程。 优点当一个线程被阻塞后别的线程还可以继续执行并发能力强。多线程可在多核处理机上并行执行。因为线程是处理机分配的最小单位 缺点一个用户进程会占用多个内核级线程线程切换由操作系统内核完成需要切换到核心态因此线程管理的成本高开销大。只要涉及CPU频繁变态开销就比较大
2多对一模型 多个用户级线程映射到一个内核级线程。且一个进程只被分配一个内核级线程。 如果是这种模型其实就已经退化到纯粹的“用户级线程”那种实现模式了。 优点用户级线程的切换在用户空间即可完成不需要切换到核心态线程管理的系统开销小效率高。 缺点当一个用户级线程被阻塞后整个进程都会被阻塞并发度不高。多个线程不可在多核处理机上并行运行。
注意 既然有“内核级线程”的存在那么在这种模式下处理机分配的最小单位就是“内核级线程”。同时操作系统的视角也只能感知到“内核级线程”。对于“用户级线程”并不是处理机分配的单位操作系统也感知不到。
3多对多模型 n个用户级线程映射到m个内核级线程 n ≥ m n≥m n≥m。 每个用户进程对应m个内核级线程。 它克服了多对一模型并发度不高的缺点一个阻塞全体阻塞。 它又克服了一对一模型中一个用户进程占用太多内核级进程开销太大的缺点。 可以这样理解 用户级线程是“代码逻辑”的载体。 内核级线程是“运行机会”的载体。 内核级线程才是处理机分配的单位。例如多核CPU环境下上图这个进程最多能被分配两个核。 一段“代码逻辑”只有获得了“运行机会”才能被CPU执行。 内核级线程中可以运行任意一个有映射关系的用户级线程代码只有两个内核级线程中正在运行的代码逻辑都阻塞时这个进程才会阻塞。 这可以让我们的线程管理有更多的灵活性例如上图中如果某一时间段“视频聊天”需要耗费比较多的系统资源的话那么我们可以让左边那个内核级线程专门来执行“视频聊天”的功能而右边那个内核级线程可以让它并发执行“文字聊天”、“文件传输”的功能。如果过了一会儿“文件传输”需要耗费较多系统资源则同理。
总结
