操作系统-线程的实现.pptx

操作系统-线程的实现 操作系统中，线程的实现方式有多种，包括内核支持线程（KST）和用户级线程（ULT）两种。内核支持线程是在操作系统内核的支持下运行的，它们的创建、阻塞、撤消和切换等，都在内核空间实现的。这种线程实现方式主要有四个主要优点：（1）在多处理器系统中，内核能够同时调度同一进程中的多个线程并行执行；（2）如果进程中的一个线程被阻塞了，内核可以调度该进程中的其他线程占有处理器运行，也可以运行其他进程中的线程；（3）内核支持线程具有很小的数据结构和堆栈，线程的切换比较快，切换开销小；（4）内核本身也可以采用多线程技术，可以提高系统的执行速度和效率。 用户级线程是在用户空间中实现的，对线程的创建、撤消、同步与通信等功能，都无需内核的支持，即用户级线程是与内核无关的。这种线程实现方式有许多优点：（1）线程切换不需要转换到内核空间；（2）调度算法可以是进程专用的；（3）用户级线程的实现与OS平台无关，因为对于线程管理的代码是属于用户程序的一部分，所有的应用程序都可以对之进行共享。 然而，用户级线程方式的主要缺点则在于：（1）系统调用的阻塞问题；（2）在单纯的用户级线程实现方式中，多线程应用不能利用多处理机进行多重处理的优点。为了解决这些问题，一些操作系统把用户级线程和内核支持线程两种方式进行组合，提供了组合方式ULT/KST线程。 在组合方式线程系统中，内核支持多个内核支持线程的建立、调度和管理，同时，也允许用户应用程序建立、调度和管理用户级线程。这种方式可以使用户级线程与内核支持线程相互合作，提高系统的执行速度和效率。 在实现线程时，还需要考虑到线程控制块、任务数据区、运行时系统等问题。线程控制块是用于对线程进行控制和管理的数据结构，任务数据区是用于存储线程控制块和其他数据的区域。运行时系统是用于管理和控制线程的函数（过程）的集合，包括用于创建和撤消线程的函数、线程同步和通信的函数，以及实现线程调度的函数等。 操作系统中的线程实现方式有多种，每种方式都有其优点和缺点。选择合适的线程实现方式可以提高系统的执行速度和效率，提高系统的可靠性和安全性。