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Linux系统进程管理介绍(3)

时间:2023-02-15来源:系统屋作者:zhijie

  线程相关

  用户线程&内核线程

  线程从一开始诞生就有两个分类:用户级线程 和 内核级线程。

  我们在Linux上常见的是内核级线程, 即线程调度相关操作都在内核里实现, 不太常见的是用户级线程。

  用户级线程的优势是:

  1.线程切换成本低,不用内核操作

  2.用户可以自定义线程调度策略

  3.跟操作系统无关,可以很快移植到另外一台机器上

  但是用户线程也有如下问题:

  1.一个线程的阻塞会影响其他线程,因为操作系统看不到别的线程

  2.不能很好的利用多核能力,因为操作系统会把一个内核进程放到一个CPU上

  目前Linux上只使用内核级线程, Solaris上面两者都提供。

  线程切换

  一个进程的上下文主要有如下几个部分的信息构成:

  1.程序计数器

  2.寄存器信息

  3.栈信息

  一个进程切换的过程包含:

  1.保存当前进程的上下文

  2.将当前进程加入操作系统对应队列

  3.通过调度算法选择另外一个进程

  4.调整虚存映射

  5.加载新进程的上下文

  但是线程切换就不一样了,之需要切换PC寄存器指向的代码地址就好,其他操作都不用做,所以线程切换的成本比进程切换低多了。

  互斥和同步

  简介

  当多个进程需要对同一个资源进行访问的时候, 为了避免同时使用这个资源造成的混乱, 所以需要考虑进程间的互斥。

  典型的互斥实现方案如下:

  方案介绍

  中断禁用

  杀敌一千, 自损八百。虽然能实现互斥, 但是大大降低了处理器的执行效率。而且再多处理器体系结构中, 他还不能达到互斥

  专用机器指令

  往往是通过一个不可中断的指令, 用于原子修改内存中的值, 常见的两个指令是testset和exchange, 其对应的demo代码如下图。该方案的好处是实现简单, 坏处是使用了忙等待, 可能出现饥饿, 可能死锁, 需要操作系统层进行管理和避免。

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