(转)用户级和内核级线程

转:http://book.51cto.com/art/201006/206946.htm

6.1.1  用户级线程和内核级线程

线程有3种实现模型:

用户级或应用程序级线程

内核级线程

用户级和内核级混合线程

图6-1显示了3种线程实现模型。图6-1(a)显示了用户级线程,图6-1(b)显示了内核级线程,图6-1(c)则显示了用户线程和内核线程的混合。

 
(点击查看大图)(a) 用户级线程
 
(点击查看大图)(b) 内核级线程
图6-1
 
(点击查看大图)(c) 混合线程
图6-1(续)

这些实现之间的较大的区别之一就是它们的模式以及要指派给处理器的线程的能力。这些线程运行在用户模式下或内核模式下。

在用户模式下,进程或线程是执行程序或链接库中的指令,它们不对操作系统内核进行任何调用。

在内核模式下,进程或线程是在进行系统调用,例如访问资源或抛出异常。同时,在内核模式下,进程或线程可以访问在内核空间中定义的对象。

用户级线程驻留在用户空间或模式。运行时库管理这些线程,它也位于用户空间。它们对于操作系统是不可见的,因此无法被调度到处理器内核。每个线程并不具有自身的线程上下文。因此,就线程的同时执行而言,任意给定时刻每个进程只能够有一个线程在运行,而且只有一个处理器内核会被分配给该进程。对于一个进程,可能有成千上万个用户级线程,但是它们对系统资源没有影响。运行时库调度并分派这些线程。如同在图6-1(a)中看到的那样,库调度器从进程的多个线程中选择一个线程,然后该线程和该进程允许的一个内核线程关联起来。内核线程将被操作系统调度器指派到处理器内核。用户级线程是一种"多对一"的线程映射。

内核级线程驻留在内核空间,它们是内核对象。有了内核线程,每个用户线程被映射或绑定到一个内核线程。用户线程在其生命期内都会绑定到该内核线程。一旦用户线程终止,两个线程都将离开系统。这被称作"一对一"线程映射,如图6-1(b)所示。操作系统调度器管理、调度并分派这些线程。运行时库为每个用户级线程请求一个内核级线程。操作系统的内存管理和调度子系统必须要考虑到数量巨大的用户级线程。您必须了解每个进程允许的线程的最大数目是多少。操作系统为每个线程创建上下文。线程的上下文将在本章稍后部分介绍。进程的每个线程在资源可用时都可以被指派到处理器内核。

混合线程实现是用户线程和内核线程的交叉,使得库和操作系统都可以管理线程。用户线程由运行时库调度器管理,内核线程由操作系统调度器管理。在这种实现中,进程有着自己的内核线程池。可运行的用户线程由运行时库分派并标记为准备好执行的可用线程。操作系统选择用户线程并将它映射到线程池中的可用内核线程。多个用户线程可以分配给相同的内核线程。在图6-1(c)中,进程A在它的线程池中有两个内核线程,而进程B有3个内核线程。进程A的用户线程2和3被映射到内核线程(2)。进程B有5个线程,用户线程1和2映射到同一个内核线程(3),用户线程4和5映射到内核同一个内核线程(5)。当创建新的用户线程时,只需要简单地将它映射到线程池中现有的一个内核线程即可。这种实现使用了"多对多"线程映射。该方法中尽量使用多对一映射。很多用户线程将会映射到一个内核线程,就像您在前面的示例中所看到的。因此,对内核线程的请求将会少于用户线程的数目。

内核线程池不会被销毁和重建,这些线程总是位于系统中。它们会在必要时分配给不同的用户级线程,而不是当创建新的用户级线程时就创建一个新的内核线程,而纯内核级线程被创建时,就会创建一个新的内核线程。只对池中的每个线程创建上下文。有了内核线程和混合线程,操作系统分配一组处理器内核,进程的线程可以在这些处理器内核之上运行。线程只能在为它们所属线程指派的处理器内核上运行。

在确定线程的调度模型和竞争范围时,用户级线程和内核级线程变得很重要。竞争范围决定了指定的线程与那些线程竞争处理器的使用,而且对于操作系统对大量线程的内存管理也非常重要。

时间: 2024-10-13 05:27:42

(转)用户级和内核级线程的相关文章

多线程 用户级线程和内核级线程 from C++多核高级编程

转 http://book.51cto.com/art/201006/206946.htm 6.1.1 用户级线程和内核级线程 2010-06-21 20:37 齐宁/董泽惠 译 清华大学出版社 字号:T | T <C++多核高级编程>第6章多线程,本章将介绍:什么是线程; 用于线程管理的pthread API;线程调度及优先级;线程竞争范围;扩展thread_object以封装线程属性功能.本节为大家介绍用户级线程和内核级线程. AD: 6.1.1  用户级线程和内核级线程 线程有3种实现模

线程的3种实现方式--内核级线程, 用户级线程和混合型线程

之前降解过内核线程.轻量级进程.用户线程三种线程概念解惑(线程≠轻量级进程), 但是一直对其中提到的线程的实现模型比较迷惑, 这次就花了点时间怎么学习了一下子 1 线程的3种实现方式 在传统的操作系统中,拥有资源和独立调度的基本单位都是进程.在引入线程的操作系统中,线程是独立调度的基本单位,进程是资源拥有的基本单位.在同一进程中,线程的切换不会引起进程切换.在不同进程中进行线程切换,如从一个进程内的线程切换到另一个进程中的线程时,会引起进程切换 根据操作系统内核是否对线程可感知,可以把线程分为内

用户空间实现线程 内核实现线程 线程的调度

http://blog.csdn.net/lujiandong1/article/details/44726373 1.在用户空间中实现线程 (1)特点:把整个线程包放在用户空间,内核对线程包一无所知.从内核角度考虑,就是按正常的方式管理,即单线程进程(存在运行时系统) (2)优点: 1.用户级线程包可以在不支持线程的操作系统上实现. 2.线程切换至少要比陷入内核要快一个数量级.在线程完成运行时,它调用thread_yield可以把该线程的信息保存在线程表中:进而,它可以调用线程调度程序来选择另

Operating System-Thread(3)用户空间和内核空间实现线程

本文主要内容: 操作系统用户空间和内核空间简介 在用户空间实现线程 在内核空间实现线程 用户空间和内核空间线程混合使用 一.用户空间和内核空间简介 用户空间:User space,内核空间:Kernel Space.这两个是操作系统的重要概念之一,今天为了线程做一下简单的介绍: 内核空间用于运行操作系统核心组件,比如内存管理组件,IO交互组件,文件管理.中断管理组件等,同时驱动程序(Driver)也运行在内核空间. 用户空间,用于运行普通应用程序. 示意图: 二,在用户空间实现线程 用户空间的线

操作系统--用户级线程和内核级线程

在多线程操作系统中,各个系统的实现方式并不相同.在有的系统中实现了用户级线程,有的系统中实现了内核级线程 1.内核级线程: (1)线程的创建.撤销和切换等,都需要内核直接实现,即内核了解每一个作为可调度实体的线程. (2)这些线程可以在全系统内进行资源的竞争. (3)内核空间内为每一个内核支持线程设置了一个线程控制块(TCB),内核根据该控制块,感知线程的存在,并进行控制. 在一定程度上类似于进程,只是创建.调度的开销要比进程小.有的统计是1:10 2.用户级线程: (1)用户级线程仅存在于用户

操作系统: 用户级线程和内核级线程

1 .内核级线程:切换由内核控制,当线程进行切换的时候,由用户态转化为内核态.切换完毕要从内核态返回用户态:可以很好的利用smp,即利用多核cpu.windows线程就是这样的. 2. 用户级线程内核的切换由用户态程序自己控制内核切换,不需要内核干涉,少了进出内核态的消耗,但不能很好的利用多核Cpu,目前Linux pthread大体是这么做的. 线程的实现可以分为两类:用户级线程(User-Level Thread)和内核线线程(Kernel-Level Thread),后者又称为内核支持的线

用户级线程和内核级线程的区别

转载于http://col1.blog.163.com/blog/static/1909775192012719114033352/ 1 .内核级线程:切换由内核控制,当线程进行切换的时候,由用户态转化为内核态.切换完毕要从内核态返回用户态:可以很好的利用smp,即利用多核cpu.windows线程就是这样的. 2. 用户级线程内核的切换由用户态程序自己控制内核切换,不需要内核干涉,少了进出内核态的消耗,但不能很好的利用多核Cpu,目前Linux pthread大体是这么做的. 线程的实现可以分

操作系统--内核支持线程和用户级线程

内核支持线程(Kernel Supported threads)KST OS中的所有进程(用户和内核)都是依靠内核完成的.KST也是如此,它的创建,阻塞,撤销,切换都是在内核空间实现. 优点: 内核可以同时调度同一进程中的多个线程并行执行 一个线程被阻塞了,内核可以调度随便一个进程中的其他线程占用处理器 采用多线程技术,可以提高西永的执行速度 用户级线程ULT 在用户空间实现,它的创建,阻塞,撤销,切换都无需内核的支持-->用户级线程与内核无关.所以内核完全不知道用户级线程的存在,也就不能看到用

内核级线程与用户级线程

这两天在写这篇blog的时候,顺带复习操作系统的资料,遇到了一个之前没有弄明白的问题,就是关于内核级线程与用户级线程.在查阅了一些资料之后,发表一下我个人简介. 线程已经在许多系统中实现,到那时各个操作系统实现方式不完全相同. 比如在有的系统中,特倍是一些数据库管理系统如IBM的infomix系统,所实现的用户级线程(UserLevel Threads ,ULT):而另一些系统如(Mac os的前身Macintosh和OS/2操作系统)所实现的是内核支持线程 ( Kernel Supported