zoukankan      html  css  js  c++  java
  • 线程概念 多线程模型

    线程概念 多线程模型

    Snipaste_2020-10-30_10-31-37

    什么是线程,为什么要引入线程?

    还没引入进程之间,系统中各个程序只能串行执行。

    Snipaste_2020-10-30_10-33-01

    进程是程序性的一次执行,但是这写功能显然不可能是由一个程序顺序处理就能实现的。

    有的进程可能需要“同时”做很多事,而传统的进程只能串行地执行一系列程序。为此,引入了“线程”,来增加并发度。

    Snipaste_2020-10-30_10-34-50

    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

    引入线程之后,不仅是进程之间可以并发,进程内的各线程之间也可以并发,从而进一步提升了系统的并发度,使得一个进程内也可以并发处理各种任务。

    引入线程后,进程只作为除CPU之外的系统资源的分配单元。

    Snipaste_2020-10-30_10-45-35 Snipaste_2020-10-30_10-48-08

    线程的实现方式

    用户级线程

    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,并意味不到线程的存在。(用户级线程对用户不透明,对操作系统透明)

    Snipaste_2020-10-30_10-54-51

    可以这样理解,“用户级线程”就是“从用户的视角可以看到的线程”。

    内核级线程

    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。

    可以这样理解,“内核级线程”就是“从操作系统内核视角能看到的线程”

    Snipaste_2020-10-30_10-57-21

    在同时支持用户级线程和内核级线程的系统中,可采用二者组合的方式:将n个用户级线程映射到m个内核级线程上(n>=m)

    重点

    ​ 操作系统只“看得见”内核级线程,因此只有内核级线程才是处理机分配的单位。

    Snipaste_2020-10-30_11-01-33

    例如上边这个模型,该进程由两个内核级线程,三个用户级线程,在用户看来,这个进程中有三个线程。但即使该进程在一个4核处理机的计算机上运行,也最多只能被分配到两个核,最多只能有两个线程并行执行。

    多线程模型

    在同时支持用户级线程和内核级线程的系统中,由几个用户级线程映射到几个内核级线程的问题引出了“多线程模型”问题。

    多对一模型:多个用户级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。

    Snipaste_2020-10-30_11-08-54

    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。多个线程不可再多核处理机并行运行。

    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。

    Snipaste_2020-10-30_11-11-43

    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。

    多对多模型:n用户级线程映射到m个内核级线程(n>=m)。每个用户进程对应m个内核级线程。

    Snipaste_2020-10-30_11-12-09

    优点: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存核级线程,开销太大的缺点。

    Snipaste_2020-10-30_11-05-43
  • 相关阅读:
    codeforces C. No to Palindromes!
    codeforces D. Pashmak and Parmida's problem
    codeforces C. Little Pony and Expected Maximum
    codeforces D. Count Good Substrings
    codeforces C. Jzzhu and Chocolate
    codeforces C. DZY Loves Sequences
    codeforces D. Multiplication Table
    codeforces C. Painting Fence
    hdu 5067 Harry And Dig Machine
    POJ 1159 Palindrome
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/coderD/p/13901155.html
Copyright © 2011-2022 走看看