第 4 章 多线程

Posted 2021-03-18 astonc

4.1 线程

　　每个线程是cpu使用的一个基本单元，它包括线程ID、程序计数器、寄存器组和堆栈。它与同一进程的其他线程共享代码段、数据段和其他操作系统资源。

　　　　　　　　　　

 

 

 　　多线程编程的优点：响应性、资源共享、经济、可伸缩性。

4.2 多核编程

　　对于单核系统，并发仅意味着线程随着时间交替执行，因为处理核只能同一时间执行单个线程。

　　对于多核系统，并发表示线程能够并行运行，因为系统可以给每个核分配一个单独的线程。

　　并行性和并发性的区别：

　　　　并行系统可以同时执行多个任务，并发系统支持多个任务，允许所有任务都取得进展。没有并行，并发也是可能的。

4.3 多线程模型

　　通过用户线程和内核线程来提供线程支持。用户线程位于内核线程之上，它的管理无需内核支持，而内核线程由操作系统来直接支持与管理。

多对一模型

　　映射多个用户线程到一个内核线程。

　　线程管理由用户控件的线程库来完成，因此效率高。但一个线程执行阻塞系统调用，那么整个进程将会阻塞。任一时间只有一个线程可以访问内核，所以多个线程不能并行运行在多处理核系统上。

一对一模型

　　映射每个用户线程到一个内核线程。

　　一个线程执行阻塞系统时，允许另一个线程继续执行，同时也允许多线程并行运行在多核系统上。唯一的缺点是创建一个用户线程就要创建一个内核线程，由于创建内核线程的开销会影响应用程序的性能，所以这种模型的大多数限制了系统支持的线程数量。

多对多模型

　　多路复用多个用户线程到同样数量或更少的内核线程。

　　可以创建任意多的用户线程，并且在多核系统上并行执行。当一个线程执行阻塞系统调用时，内核可以调度另一个线程来执行。

4.4 线程库

　　线程库为程序员提供创建和管理线程的API。

4.5 隐式多线程

　　将多线程的创建和管理交给编译器和运行时库来完成，这种策略叫隐式线程。

4.5.1 线程池

　　思想：在进程开始时创建一定数量的线程，并且加到池中等待工作，当收到请求时，会唤醒池中的一个可用线程，一旦线程完成了任务，它会返回池中等待工作。如果迟中没有可用线程，那么会等待直到有空线程为止。