一.多進(jìn)程是操作系統(tǒng)基本圖像?

進(jìn)程都是在內(nèi)核進(jìn)行

二.用戶級(jí)線程

2.1線程引入

可以切指令不切表，也就是資源不動(dòng)，指令執(zhí)行分開，更加輕量化，從而提高效率，保留并發(fā)優(yōu)點(diǎn)，避免進(jìn)程切換代價(jià)，也就引入了線程．?

2.2多線程例子

?

同時(shí)觸發(fā)以及用yield交替執(zhí)行

?

104是B的函數(shù)返回地址，將104壓棧，其他也是陸續(xù)壓棧，用兩個(gè)執(zhí)行序列和一個(gè)棧，就會(huì)發(fā)現(xiàn)第一個(gè)線程，居然返回的函數(shù)地址是404，也就是線程在亂跑．?

?解決辦法，一個(gè)序列一個(gè)棧，切回線程要將棧切回，用一個(gè)地方存放棧指針也就是TCB(thread control block)，esp是cpu寄存器（理解為大腦），利用TCB和棧配合就解決了多線程執(zhí)行問(wèn)題，每個(gè)線程有自己的TCB和棧．

用戶級(jí)線程缺點(diǎn)： 由于某個(gè)線程阻塞，導(dǎo)致進(jìn)程阻塞，而內(nèi)核并不知道，不會(huì)切換到下一個(gè)線程，會(huì)到另一個(gè)進(jìn)程，這樣瀏覽器例子就不會(huì)顯示內(nèi)容．

?但是內(nèi)核級(jí)線程就不會(huì)這樣

三.內(nèi)核級(jí)線程

3.1 多核利用核心級(jí)線程優(yōu)勢(shì)

并發(fā)：同時(shí)觸發(fā)，交替執(zhí)行，共用一套資源．這意味著，如果程序在單核處理器上運(yùn)行，那么這兩個(gè)線程將交替地?fù)Q入或者換出內(nèi)存。這些線程是同時(shí)“存在”的——每個(gè)線程都處于執(zhí)行過(guò)程中的某個(gè)狀態(tài)。
并行：同時(shí)觸發(fā)，同時(shí)進(jìn)行．如果程序能夠并行執(zhí)行，那么就一定是運(yùn)行在多核處理器上。此時(shí)程序中的每個(gè)線程都將分配到一個(gè)獨(dú)立的處理器核上，因此可以同時(shí)運(yùn)行。

多核共用一套內(nèi)存映射，真正實(shí)現(xiàn)核心級(jí)線程才能利用多核，如果用多進(jìn)程，就需要不同資源（內(nèi)存映射）那實(shí)際上對(duì)于多核就是一套資源反復(fù)切換，如果用用戶級(jí)線程，操作系統(tǒng)是看不見的，沒(méi)法使用多核．也就是多核只能適用于核心級(jí)線程才能發(fā)揮優(yōu)勢(shì)．

3.2和用戶級(jí)線程對(duì)比??

?進(jìn)入內(nèi)核只能是中斷，INT指令是一個(gè)中斷指令?

?

四.總結(jié)

多個(gè)線程同時(shí)執(zhí)行任務(wù)肯定存在線程間的同步和互斥：

線程同步：指線程之間所具有的一種制約關(guān)系，一個(gè)線程的執(zhí)行依賴另外一個(gè)線程的消息，當(dāng)它沒(méi)有得到另一個(gè)線程的消息時(shí)應(yīng)等待，直到消息到達(dá)時(shí)才被喚醒。

線程互斥：指對(duì)于共享的進(jìn)程系統(tǒng)資源，每個(gè)線程訪問(wèn)時(shí)的排他性。當(dāng)有若干個(gè)線程都要使用某一個(gè)共享資源時(shí)，任何時(shí)刻最多只允許一個(gè)線程去使用，其他線程必須等待，直到占用資源者釋放該資源。線程互斥可以看成是一種特殊的線程同步。

線程間的同步方法大體可以分為兩類：

用戶模式(使用時(shí)不需要切換內(nèi)核態(tài)，只在用戶態(tài)完成操作)：臨界區(qū)：適合一個(gè)進(jìn)程內(nèi)的多線程訪問(wèn)公共區(qū)域或代碼段時(shí)使用；

內(nèi)核模式(利用系統(tǒng)內(nèi)核對(duì)象的單一性來(lái)進(jìn)行同步，使用時(shí)需要切換內(nèi)核態(tài)與用戶態(tài))：

• • 事件：通過(guò)線程間觸發(fā)事件實(shí)現(xiàn)同步互斥；

  • 互斥量：適合不同進(jìn)程內(nèi)多線程訪問(wèn)公共區(qū)域或代碼段時(shí)使用，與臨界區(qū)相似；

  • 信號(hào)量：與臨界區(qū)和互斥量不同，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)線程同時(shí)訪問(wèn)公共區(qū)域數(shù)據(jù)，原理與操作系統(tǒng)中PV操作類似，先設(shè)置一個(gè)訪問(wèn)公共區(qū)域的線程最大連接數(shù)，每有一個(gè)線程訪問(wèn)共享區(qū)資源數(shù)就減一，直到資源數(shù)小于等于零；

參考:

操作系統(tǒng)_哈爾濱工業(yè)大學(xué)_中國(guó)大學(xué)MOOC(慕課)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的操作系统--用户级线程与内核级线程的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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