操作系统（第四版）-------线程

认识线程 

多道程序管理：追求效率的目的下实现并发 

进程是一个可拥有资源的独立单位

是一个可独立调度和分派资源的基本单位

有如下频繁操作 ：创建进程 撤销进程 进程切换 

怎么样进一步提高并发效率，节约时空开销？

分配资源  调度执行  分开的思想

以进程为单位分配资源 

将进程划分为多个功能单位调度执行

2 线程的属性

多线程OS中，一个进程包括多个线程，每个线程都是利用CPU的基本单位。
轻型实体：只需一点必不可少的、能保证独立运行的资源。（TCB）
独立调度和分派的基本单位：调度切换迅速且开销小。
可并发执行
共享进程资源：同进程中的线程可共享相同的进程地址空间、已打开文件、信号量机构等。

 

 

3线程的信息

状态参数
标识符、运行状态、优先级、寄存器状态、堆栈、专有存储器、信号屏蔽等。
运行状态
执行、就绪、阻塞

 

4线程的创建和终止

在多线程OS中，应用程序启动时，通常只有一个线程(初始化线程)在执行，它根据需要再创建若干线程。
创建新线程
利用线程创建函数(或系统调用)，提供相应参数。线程创建函数执行完后，返回一个线程标识符供以后使用。
线程被终止：
不立即释放资源，只有当进程中的其它线程执行分离函数后，资源才分离出来能被其它线程利用。
被终止而未释放资源的线程仍可被需要它的线程调用，使其重新恢复运行。5

 

5 多线程系统中的进程

进程只是用于分配系统资源
包括多个线程
不是执行实体，线程在进程范围内作为执行实体。

 

线程和进程的比较

调度：线程作为CPU调度的基本单位，而进程只作为其它资源分配单位。
并发性：进程之间可以并发，实质上是不同进程中的两个线程并发。一个进程的多个线程之间亦可并发。
拥有资源：进程间资源相互独立；同一进程的各线程间共享。某进程内的线程在其它进程不可见
系统开销：线程上下文切换在同进程环境下上下文切换要快得多。因为同进程内线程间共享内存地址和打开的文件资源；

 

6 线程的管理

同步和通信机制
1）互斥锁
比较简单的，控制线程互斥访问资源；
适用于高频度使用的关键共享数据和程序段；
unlock和lock两个锁操作原语；

2）条件变量
与互斥锁一起使用
锁保证互斥进入临界区，但利用条件变量使线程阻塞
注意不满足条件时，wait条件变量：
释放互斥锁
进程阻塞在条件变量指向队列中
被唤醒后要重新再设互斥锁

 

 

 

线程的实现方式

1.内核线程KST(kernel-level thread)
依赖于内核，利用系统调用由OS内核在内核空间完成创建、撤消、切换等线程工作。
时间片分配给线程，所以多线程的进程获得更多CPU时间。