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计算机操作系统(八):线程概念和多线程模型

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计算机操作系统(八):线程概念和多线程模型

计算机操作系统(八):线程概念和多线程模型

来源王道考研系列视频:

https://www.bilibili.com/video/BV1YE411D7nH?p=12

传统的进程是程序执行流的最小单位,引入线程后,线程成为了程序执行流的最小单位。

线程是一个基本的CPU执行单元,也是程序执行流的最小单位。

线程的属性

线程是处理调度的单位多CPU计算机中,各个线程可以占用不同的CPU每个线程都有一个线程ID、线程控制块TCB线程也有就绪、阻塞、运行三种基本状态线程几乎不拥有系统资源同一进程的不同线程间共享进程的资源由于共享内存地址空间,同一进程的线程间通信甚至无需系统干预同一进程的线程切换,不会引起进程切换不同进程的线程切换,会引起进程切换切换同进程的线程,系统开销很小切换进程,系统开销很大 线程的实现 用户级线程

就是从用户视觉看到的线程

    用户级线程由应用程序通过线程库实现。所有的线程管理工作都由应用程序负责(包括线程切换)用户级线程中,线程切换可以在用户态下即可完成,无需操作系统干预。在用户看来,是有多个线程。但是在操作系统内核看来,并意识不到线程的存在。(用户级线程对用户不透明,对操作系统透明)
内核级线程

从操作系统内核视觉看能看到的线程

内核级线程的管理工作由操作系统内核完成。
线程调度、切换等工作都由内核负责,因此内核级线程的切换必然需要在核心态下才能完成。

多线程模型 多对一模型

多个用户及线程映射到一个内核级线程。每个用户进程只对应一个内核级线程。

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,线程管理里的系统开销校,效率高。

缺点:当一个用户级线程被阻塞后,整个进程就会被阻塞,并发度不高,每个线程不可再多核处理机上并发运行。

一对一模型

一个用户及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。多线程可以再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,因此线程管理成本高,开销大。

多对多模型

n用户及线程映射到m个内核级线程,(n>=m)每个用户进程对应m个内核级线程。克服了多对一模型并发度不高的缺点,又克服了一对一模型中一个用户进程占用太多内核级线程,开销太大的缺点。

总结

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