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計算機操作系統基礎筆記 操作系統有哪些狀態( 三 )

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間接通信方式：信箱，消息緩沖隊列通信機制
3. 管道通信
4. 客戶機–服務器系統
套接字，遠程過程調用和遠程方法調用
線程進程的兩個特點：資源所有權，調度/執行 。調度和分派的部分通常稱為線程或輕便進程，而資源所有權的部分通常稱為進程 。
屬性：
1. 輕型實體
2. 獨立調度和分派的基本單位
3. 可并發執行
4. 共享進程資源
多線程OS中的進程屬性：(1) 作為系統資源分配的單位 。(2) 可包括多個線程 。(3) 進程不是一個可執行的實體 。
分類：
1. 用戶級線程，用戶級線程在用戶空間實現，無需得到內核的支持，調度算法由線程庫提供 。
2. 內核支持線程，內核支持線程的TCB被它的保存在核心空間中，它的運行需獲得內核的支持 。
3. （用戶級線程和核心級線程的結合，LWP）
內核支持線程即無論 是用戶進程中的線程，還是系統進程中的線程，他們 的創建、撤消和切換等，是依靠內核實現的 。
在內核空間中為每一個內核支持線程設置了一個線 程控制塊TCB，內核是根據該控制塊而感知某線程的 存在的，并對其加以控制
優點(1) 在多處理器系統中，內核能夠同時調度同一進程中多 個線程并行執行；
(2) 如果進程中的一個線程被阻塞了，內核可以調度該進 程中的其它線程占有處理器運行，也可以運行其它進程 中的線程；
(4) 內核本身也可以采用多線程技術，可以提高系統的執 行速度和效率 。
缺點對于線程切換而言，其模式切換的開銷較大，在同一個進程中，從一個線程切換到另一個線程時 ，需要從用戶態轉到內核態進行，這是因為用戶進程的線程在用戶態運行，而線程調度和管理是 在內核實現的，系統開銷較大 。
實現在僅設置了內核支持線程的OS中，一種可能的線程控制方法是，系統在創建一個新進程時，便為它分配 一個任務數據區PTDA（Per Task Data area),其中包括若干個線程控制塊TCB空間
用戶級線程用戶級線程僅存在于用戶空間中 。對于這種線程的創建、撤消、線程之間的同步與通信等功能，都無須內核來實現 。

  • 由應用程序完成所有線程的管理
    通過線程庫(用戶空間)：一組管理線程的函數線程庫來 提供一個線程運行管理系統（運行系統）
  • 內核不知道線程的存在
  • 線程切換不需要核心態特權
  • 調度算法可以是進程專用的
優點線程切換不調用內核
調度是應用程序特定的：可以選擇最好的算法
可運行在任何操作系統上（只需要線程庫），可以在一 個不支持線程的OS上實現
缺點大多數系統調用會引起進程阻塞，并且是進程中所有線 程將被阻塞
內核只將處理器分配給進程，同一進程中的兩個線程不 能同時運行于兩個處理器上
實現所有用戶級線程都具有相同的數據結構，它們都運行在一個中間系統上
（1）運行時系統
是用于管理和控制線程的函數的集合，又稱為線程庫 。
（2）內核控制線程
線程的同步這種線程又稱為輕型進程LWP（Light Weight Process ）
1. 互斥鎖
2. 條件變量
3. 信號量機制
使用線程的優點
  1. 在一個已有進 程 中 創 建 一 個 新 線 程 比 創 建 一 個全新進程所需的時間少 。
  2. 終止一個線程比終止一個進程花費的時間少。
  3. 線程間切換比進程間切換花費的時間少 。
  4. 線程提高了不同的執行程序間通信的效率。同一個進程中的 線程共享存儲空間和文件，它們無需調用內核就可以互相通信 。
進程同步經典問題處理機調度和死鎖調度的目標：
1、提高處理機的利用率
2、提高系統吞吐量
3、盡量減少進程的響應時間
4、防止進程長期得不到運行
調度方式和算法的選擇，取決于操作系統的類型及其目標 。
選擇準則（面向系統）：
1. 系統吞吐量
2. 處理機利用率
3. 各類資源的平衡利用
選擇準則（面向用戶）：
1. 周轉時間
2. 響應時間
3. 截止時間的保證

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