当前课程知识点：操作系统 > 第十一讲 进程和线程 > 11.7 用户线程 > 11.7 用户线程
下面我们来讨论线程的实现
那在这里头呢
线程的实现方式呢有这样几种
在最早的时候
实际上在我们的操作系统里呢
并没有多线程的支持
那用户提出了这种需求
那我们首先可以做的方式呢
是用户自己来写函数库
在用户态来实现一个进程
内部的并发性的提高
那这就是我们这里说到的用户线程
在用户空间里通过函数库的形式
来支持线程的创建删除和切换
那 这是我们在几种提供
用户库的方式提供的线程实现
那在用户线程支持
有了一定基础之后
那这个功能呢
也会做到操作系统内核里头
这种做法呢类似于
我们在网络里头做法
网络最开始也不是
写在操作系统里头的
那只是用了一段时间之后呢
它才变成操作系统内部的一个模块
好 那在操作系统内核
实现线程支持呢
它会更自然效果会更好
那我们现在的操作系统呢
基本上都支持内核态的线程
好 在这两种基础之上呢
在SOLARIS里头呢又进行了一种
新的尝试 叫轻权进程
那也就是说在用户态实现的线程
和内核态实现的线程
它俩各有各自的优缺点
那在SOLARIS里头呢
希望把这两种结合起来
就出现了这种轻权进程
那下面我们具体来看
这三种做法它都是怎么来做
用户线程是指说我们在通过一个
用户库来完成线程的管理
这包括线程的
创建 中止 同步和调度
那在这个图里呢我们描述了
系统里的线程库里
实现的基本方法
在操作系统内核里头呢
仍然只有进程控制块来描述
处理机的调度的情况
然后在这里头呢
操作系统并不感知
应用态有多线程的支持
而多线程的支持呢
是用户的函数库支持的多线程
在应用程序内部
通过构造相应的线程控制块
来空置一个进程内部
多个线程的交替执行和同步
好 那用这种方式呢
我们可以很好的支持多线程
那它也有自己的好处
比如说这里它有一些什么样的特征
不依赖操作系统内核
不依赖操作系统内核呢
也就相当于内核
不感知用户线程的存在
那这也是最早
为啥会做这件事情的缘故
就是用于不支持线程的
多进程操作系统
好 那有了这个之后呢
那用户你就会多一些事情
在用户态实现线程
这时候用户要自己来
维护线程控制块
要自己有一个相应的线程库
那 有了这一条之后
它还会带来好处就是
用户态里的线程之间的
切换它速度非常快
没有用户到内核的切换
然后用户也可以自己
来写自己的调度算法
因为我对应用
我应用的开发者更了解
这个多线程如何切换
如何调度 它的性能会更好
当然这种做法也有它的问题
它的问题是什么
由于线程发起系统调用而堵塞
那这时候呢
整个进程就进入等待状态了
因为对于内核来讲
并不知道你上面是多线程
一个线程堵塞的时候
把另一个线程继续运行下去
要做到这一点的话
必须有内核的支持
好 然后不支持
基于线程的处理机抢占
这里指的是什么意思呢
这里指的是说
我们多进程系统里头
通过抢占的方式
让一个进程停下来
然后让另一个进程继续运行
那如果说我们是基于线程
来做这件事情
那这样的话我操作系统
就没有办法让一个线程停下来
然后这一个进程内部的
另一个线程来运行
那这种的必须由
当前的线程主动放弃
我才可以做这种切换
好 那再有一个
就是分配CPU的时间
对于操作系统来说
这个分配是由
操作系统内核来控制的
所以它是以
进程为单位来进行分配
如果你里头有多个线程
那这多个线程
每个线程分配到的时间呢
相对来说就会变少
-0.1 Piazza讨论区
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-0.2 在线实验平台
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-1.1 课程概述
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-第一讲 操作系统概述--练习
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-1.3 什么是操作系统
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-1.4 为什么学习操作系统，如何学习操作系统
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-2.2 OS实验目标
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-2.6 ucore部分编程技巧
-2.7 演示实验操作过程
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--Q7
--Q10
-3.1 BIOS
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-3.2 系统启动流程
-3.3 中断、异常和系统调用比较
-第三讲 启动、中断、异常和系统调用--3.3 中断、异常和系统调用比较
-3.4 系统调用
--3.4 系统调用
-第三讲 启动、中断、异常和系统调用--3.4 系统调用
-3.5 系统调用示例
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-4.1 启动顺序
--4.1 启动顺序
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-4.5 练习一
--4.5 练习一
-4.6 练习二
--4.6 练习二
-4.7 练习三
--4.7 练习三
-4.8 练习四 练习五
-4.9 练习六
--4.9 练习六
-5.1 计算机体系结构和内存层次
-5.2 地址空间和地址生成
-5.3 连续内存分配
-5.4 碎片整理
--5.4 碎片整理
-5.5 伙伴系统
--5.5 伙伴系统
-第五讲 物理内存管理: 连续内存分配--5.6 练习
-6.1 非连续内存分配的需求背景
-6.2 段式存储管理
-- 6.2 段式存储管理
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-6.4 页表概述
--6.4 页表概述
-6.5 快表和多级页表
-6.6 反置页表
--6.6 反置页表
-6.7 段页式存储管理
-第六讲 物理内存管理: 非连续内存分配--6.8 练习
-7.1 了解x86保护模式中的特权级
-第七讲 实验二 物理内存管理--7.1 了解x86保护模式中的特权级
-7.2 了解特权级切换过程
-第七讲 实验二 物理内存管理--7.2 了解特权级切换过程
-7.3 了解段/页表
-第七讲 实验二 物理内存管理--7.3 了解段/页表
-7.4 了解UCORE建立段/页表
-第七讲 实验二 物理内存管理--7.4 了解UCORE建立段/页表
-7.5 演示lab2实验环节
-8.1 虚拟存储的需求背景
-8.2 覆盖和交换
-8.3 局部性原理
-8.4 虚拟存储概念
-8.5 虚拟页式存储
-8.6 缺页异常
--8.6 缺页异常
-9.1 页面置换算法的概念
-9.2 最优算法、先进先出算法和最近最久未使用算法
-第九讲 页面置换算法--9.2 最优算法、先进先出算法和最近最久未使用算法
-9.3 时钟置换算法和最不常用算法
-第九讲 页面置换算法--9.3 时钟置换算法和最不常用算法
-9.4 Belady现象和局部置换算法比较
-第九讲 页面置换算法--9.4 Belady现象和局部置换算法比较
-9.5 工作集置换算法
-第九讲 页面置换算法--9.5 工作集置换算法
-9.6 缺页率置换算法
-第九讲 页面置换算法--9.6 缺页率置换算法
-9.7 抖动和负载控制
-10.1 实验目标：虚存管理
-第十讲 实验三 虚拟内存管理--10.1 实验目标：虚存管理
-10.2 回顾历史和了解当下
-第十讲 实验三 虚拟内存管理--10.2 回顾历史和了解当下
-10.3 处理流程、关键数据结构和功能
-第十讲 实验三 虚拟内存管理--10.3 处理流程、关键数据结构和功能
-10.4 页访问异常
-第十讲 实验三 虚拟内存管理--10.4 页访问异常
-10.5 页换入换出机制
-第十讲 实验三 虚拟内存管理--10.5 页换入换出机制
-11.1 进程的概念
-第十一讲 进程和线程--11.1 进程的概念
-11.2 进程控制块
-第十一讲 进程和线程--11.2 进程控制块
-11.3 进程状态
-第十一讲 进程和线程--11.3 进程状态
-11.4 三状态进程模型
-11.5 挂起进程模型
-第十一讲 进程和线程--11.5 挂起进程模型
-11.6 线程的概念
-第十一讲 进程和线程--11.6 线程的概念
-11.7 用户线程
-第十一讲 进程和线程--11.7 用户线程
-11.8 内核线程
-第十一讲 进程和线程--11.8 内核线程
-12.1 进程切换
-第十二讲 进程控制--12.1 进程切换
-12.2 进程创建
-第十二讲 进程控制--12.2 进程创建
-12.3 进程加载
-第十二讲 进程控制--12.3 进程加载
-12.4 进程等待与退出
-第十二讲 进程控制--12.4 进程等待与退出
-13.1 总体介绍
-13.2 关键数据结构
-13.3 执行流程
-13.4 实际操作
-14.1 总体介绍
-14.2 进程的内存布局
-14.3 执行ELF格式的二进制代码-do_execve的实现
--14.3 执行ELF格式的二进制代码-do_execve的实现
-14.4 执行ELF格式的二进制代码-load_icode的实现
--14.4 执行ELF格式的二进制代码-load_icode的实现
-14.5 进程复制
-14.6 内存管理的copy-on-write机制
-15.1 处理机调度概念
-第十五讲 处理机调度--15.1 处理机调度概念
-15.2 调度准则
-15.3 先来先服务、短进程优先和最高响应比优先调度算法
--15.3 先来先服务、短进程优先和最高响应比优先调度算法
-第十五讲 处理机调度--15.3 先来先服务、短进程优先和最高响应比优先调度算法
-15.4 时间片轮转、多级反馈队列、公平共享调度算法和ucore调度框架
--15.4 时间片轮转、多级反馈队列、公平共享调度算法和ucore调度框架
-第十五讲 处理机调度--15.4 时间片轮转、多级反馈队列、公平共享调度算法和uc
-15.5 实时调度和多处理器调度
-第十五讲 处理机调度--15.5 实时调度和多处理器调度
-15.6 优先级反置
-第十五讲 处理机调度--15.6 优先级反置
-16.1 总体介绍和调度过程
-16.2 调度算法支撑框架
-16.3 时间片轮转调度算法
-16.4 Stride调度算法
-17.1 背景
--17.1 背景
-17.2 现实生活中的同步问题
-第十七讲 同步互斥--17.2 现实生活中的同步问题
-17.3 临界区和禁用硬件中断同步方法
-第十七讲 同步互斥--17.3 临界区和禁用硬件中断同步方法
-17.4 基于软件的同步方法
-第十七讲 同步互斥--17.4 基于软件的同步方法
-17.5 高级抽象的同步方法
-第十七讲 同步互斥--17.5 高级抽象的同步方法
-18.1 信号量
--18.1 信号量
-第十八讲 信号量与管程--18.1 信号量
-18.2 信号量使用
-第十八讲 信号量与管程--18.2 信号量使用
-18.3 管程
--18.3 管程
-第十八讲 信号量与管程--18.3 管程
-18.4 哲学家就餐问题
-18.5 读者-写者问题
-19.1 总体介绍
-19.2 底层支撑
-第十九讲 实验七 同步互斥--19.2 底层支撑
-19.3 信号量设计实现
-第十九讲 实验七 同步互斥--19.3 信号量设计实现
-19.4 管程和条件变量设计实现
-第十九讲 实验七 同步互斥--19.4 管程和条件变量设计实现
-19.5 哲学家就餐问题
-20.1 死锁概念
-第二十讲 死锁和进程通信--20.1 死锁概念
-20.2 死锁处理方法
-第二十讲 死锁和进程通信--20.2 死锁处理方法
-20.3 银行家算法
-第二十讲 死锁和进程通信--20.3 银行家算法
-20.4 死锁检测
-第二十讲 死锁和进程通信--20.4 死锁检测
-20.5 进程通信概念
-第二十讲 死锁和进程通信--20.5 进程通信概念
-20.6 信号和管道
-第二十讲 死锁和进程通信--20.6 信号和管道
-20.7 消息队列和共享内存
-第二十讲 死锁和进程通信--20.7 消息队列和共享内存
-21.1 文件系统和文件
-第二十一讲 文件系统--21.1 文件系统和文件
-21.2 文件描述符
-第二十一讲 文件系统--21.2 文件描述符
-21.3 目录、文件别名和文件系统种类
-第二十一讲 文件系统--21.3 目录、文件别名和文件系统种类
-21.4 虚拟文件系统
-第二十一讲 文件系统--21.4 虚拟文件系统
-21.5 文件缓存和打开文件
-第二十一讲 文件系统--21.5 文件缓存和打开文件
-21.6 文件分配
-第二十一讲 文件系统--21.6 文件分配
-21.7 空闲空间管理和冗余磁盘阵列RAID
-第二十一讲 文件系统--21.7 空闲空间管理和冗余磁盘阵列RAID
-22.1 总体介绍
-第二十二讲 实验八 文件系统--22.1 总体介绍
-22.2 ucore 文件系统架构
-第二十二讲 实验八 文件系统--22.2 ucore 文件系统架构
-22.3 Simple File System分析
-第二十二讲 实验八 文件系统--22.3 Simple File System分析
-22.4 Virtual File System分析
-第二十二讲 实验八 文件系统--22.4 Virtual File System分
-22.5 I/O设备接口分析
-第二十二讲 实验八 文件系统--22.5 I/O设备接口分析
-22.6 执行流程分析
-23.1 I/O特点
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-第二十三讲 I/O子系统--23.1 I/O特点
-23.2 I/O结构
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-第二十三讲 I/O子系统--23.2 I/O结构
-23.3 I/O数据传输
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-第二十三讲 I/O子系统--23.3 I/O数据传输
-23.4 磁盘调度
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-第二十三讲 I/O子系统--23.4 磁盘调度
-23.5 磁盘缓存
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-第二十三讲 I/O子系统--23.5 磁盘缓存
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