11.8 内核线程慕课视频播放-操作系统-MOOC慕课视频教程-柠檬大学

接下来我们讨论内核线程

在刚才的讨论里头呢

用户来实现自己的线程

机制会有好处

但是也有它的不足

那把这件事情挪到内核里头来呢

它会更适合一些

好那这就是内核线程

内核线程是由内核通过

系统调用方式来实现的线程机制

那在这里头呢也就相当于我支持

通过一组系统调用来支持线程的

创建中止和切换

那这是呢这个图呢是很好的

说明了内核线程它的基本原理

也就是说原来我们

在用户线程里头呢

你的线程控制块是在用户态的

由用户应用程序自己来维护

现在把这东西都

挪到内核态里头来了

内核呢

进程控制块里头有指针指向它

自己的相应的线程的线程控制块

好那这样它的创建删除和切换呢

都是在这里头来进行

因为你进程的控制和线程的控制

这实际上很多东西是一样的

那好我把它搁到一起之后

进程的切换就没有了

而所有的切换呢都变成是线程的

那这样的话它把

整个这个问题就统一起来

从而使得严格意义上来讲

进程是资源分配的单位

线程是处理机调度的单位

好那这样的话

用内核线程来实现多线程机制

它的有一些什么样的特征呢

第一个由内核来维护PCB和TCB

好那这样的话

调度的方式会更好一些

好那这时候我们看

它执行系统调用的时候

那也不会堵塞其它线程的正常运行

好那这时候呢相对来讲

线程的创建中止和切换

开销会大一些

因为原来通过函数库方式来实行

同一个进程内部的线程切换

它的速度会快于用内核实现的

同一个进程内的线程切换

那当然它也会有自己的好处是说

我调度的单位就可以变成是线程了

好那这时候呢多线程的进程

它可以获得更多的CPU的时间

当然这个呢

是由你调度算法可以来指定了

好有了内核线程之后

那说SOLARIS一种尝试想

实现更好的轻权进程

在内核支持的用户线程

也就相当于我们刚才讲

用户态线程它的线程机制

它可以更好的做针对应用的调度

好那么这样的话

如果把内核和用户态

这两个线程各自优点

结合起来就是这种方式

一个进程里头有多个轻权进程

每一个轻权进程对应一个内核线程

好再往上的轻权进程内部呢

你可以对应多个用户线程

那这个图呢很好说明了

轻权进程的工作机制

说这是我底下的CPU

然后我在这儿呢

这是我的内核线程

我在这里头呢有这种

这种是永久绑定的线程

那相当于我们是在内核支持线程

因为在用户态跟它相对应的

就只有一个线程

好而在这里头呢

未绑定的轻权进程呢

在这儿呢我有两个轻权进程

上面绑定了三个用户态线程

这样的话它们之间切换呢

可以由你用户态来

给出一些相应的策略

来使得我这个更好

能够提高应用的效率

当然这种做法呢

在最后的实际系统里的

情况呢有些不理想

在SOLARIS早的时候

给出了用户线程

后来给出了内核线程

再把这两个结合到一起

到最后发现说这种机制过于复杂

它所说的优点呢

并没有切实的体现出来

最后变成了

单一的内核线程的支持

好这是我们关于线程机制的

实现机制的讨论

好到这个地方呢

我们就说清楚了

进程和线程的概念

和它的基本实现方法

基于我们前面对

用户线程内核线程

和轻权进程的讨论

那用户线程和内核线程之间呢

存在这样几种相互对应的关系

第一种我们完全

用内核线程来实现

那对于用户态来说呢

它看到的就是内核线程

好那这时候呢

我们实际上可以理解为

用户线程和内核线程

是一一对应的关系

好另一种做法呢是说

我们对内核如果说

只是在一个进程里

只有一个线程的话

那就是我们传统意义上多进程系统

那在这儿呢用户态

你可以实现自己的用户态线程

那这种对应关系呢

可以理解为多对一的情况

而对于SOLARIS的实现办法

轻权进程我们可以理解为

这两者之间的对应关系呢

是可以多对多的

并且这种对应关系呢可以

动态在执行过程中来进行变化

好实际上对于这几种关系呢

对于我们在实际操作系统

当中的使用呢都是有过出现的

那目前呢看下来

最后的结论性的做法呢

是这种做法是比较好的

好到这个地方呢

我们就说清楚了

用户线程内核线程轻权进程

它是如何来实现的

它的基本原理是什么样子

也就是说我们在这里头呢

在一个进程内部它的并发性

我如何可以提高

提高的时候这各种各样的实验办法

它有什么样的优点和缺点

好那到现在为止呢

我们今天讲到的进程线程的

概念呢就介绍完了

好今天的课就上到这里下课

操作系统课程列表：

第零讲在线教学环境准备

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-0.2 在线实验平台

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第一讲操作系统概述

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第二讲实验零操作系统实验环境准备

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-2.3 8个OS实验概述

-2.4 实验环境搭建

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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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第三讲启动、中断、异常和系统调用

-3.1 BIOS

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-3.2 系统启动流程

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-3.3 中断、异常和系统调用比较

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-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

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-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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-3.6 ucore+系统调用代码

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第四讲实验一 bootloader启动ucore os

-4.1 启动顺序

-4.2 C函数调用的实现

-4.3 GCC内联汇编

-4.4 x86中断处理过程

-4.5 练习一

-4.6 练习二

-4.7 练习三

-4.8 练习四练习五

-4.9 练习六

第五讲物理内存管理: 连续内存分配

-5.1 计算机体系结构和内存层次

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-5.3 连续内存分配

-5.4 碎片整理

-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

第六讲物理内存管理: 非连续内存分配

-6.1 非连续内存分配的需求背景

-6.2 段式存储管理

-6.3 页式存储管理

-6.4 页表概述

-6.5 快表和多级页表

-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

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

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-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

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-7.3 了解段/页表

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-7.5 演示lab2实验环节

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第八讲虚拟存储概念

-8.1 虚拟存储的需求背景

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-8.3 局部性原理

-8.4 虚拟存储概念

-8.5 虚拟页式存储

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第九讲页面置换算法

-9.1 页面置换算法的概念

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-9.2 最优算法、先进先出算法和最近最久未使用算法

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-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

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-9.4 Belady现象和局部置换算法比较

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-9.6 缺页率置换算法

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第十讲实验三虚拟内存管理

-10.1 实验目标：虚存管理

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-- 10.2 回顾历史和了解当下

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-10.3 处理流程、关键数据结构和功能

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-第十讲实验三虚拟内存管理--10.4 页访问异常

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--10.5 页换入换出机制

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第十一讲进程和线程

-11.1 进程的概念

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-第十一讲进程和线程--11.1 进程的概念

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-11.3 进程状态

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-11.4 三状态进程模型

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-11.6 线程的概念

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-11.7 用户线程

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-11.8 内核线程

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第十二讲进程控制

-12.1 进程切换

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-12.2 进程创建

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第十三讲实验四内核线程管理

-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

第十四讲实验五用户进程管理

-14.1 总体介绍

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-14.2 进程的内存布局

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-14.3 执行ELF格式的二进制代码-do_execve的实现

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-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

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-14.6 内存管理的copy-on-write机制

--14.6 内存管理的copy-on-write机制

第十五讲处理机调度

-15.1 处理机调度概念

--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

--15.2 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

--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

--15.6 优先级反置

-第十五讲处理机调度--15.6 优先级反置

第十六讲实验六调度器

-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

第十七讲同步互斥

-17.1 背景

--17.1 背景

-17.2 现实生活中的同步问题

--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

--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

--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

--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

第十八讲信号量与管程

-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

--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

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-18.5 读者-写者问题

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第十九讲实验七同步互斥

-19.1 总体介绍

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-19.2 底层支撑

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-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

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-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

--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

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第二十讲死锁和进程通信

-20.1 死锁概念

--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

--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

--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

--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

--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

--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

--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

第二十一讲文件系统

-21.1 文件系统和文件

--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

--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

--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

--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

--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

--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

--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

第二十二讲实验八文件系统

-22.1 总体介绍

--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

--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

--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

--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

--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

--22.6 执行流程分析

第二十三讲 I/O子系统

-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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