Linux系統(tǒng)進程管理介紹(3)

　　線程相關(guān)

　　用戶線程&內(nèi)核線程

　　線程從一開始誕生就有兩個分類：用戶級線程 和 內(nèi)核級線程。

　　我們在Linux上常見的是內(nèi)核級線程， 即線程調(diào)度相關(guān)操作都在內(nèi)核里實現(xiàn)， 不太常見的是用戶級線程。

　　用戶級線程的優(yōu)勢是：

　　1.線程切換成本低，不用內(nèi)核操作

　　2.用戶可以自定義線程調(diào)度策略

　　3.跟操作系統(tǒng)無關(guān)，可以很快移植到另外一臺機器上

　　但是用戶線程也有如下問題：

　　1.一個線程的阻塞會影響其他線程，因為操作系統(tǒng)看不到別的線程

　　2.不能很好的利用多核能力，因為操作系統(tǒng)會把一個內(nèi)核進程放到一個CPU上

　　目前Linux上只使用內(nèi)核級線程， Solaris上面兩者都提供。

　　線程切換

　　一個進程的上下文主要有如下幾個部分的信息構(gòu)成：

　　1.程序計數(shù)器

　　2.寄存器信息

　　3.棧信息

　　一個進程切換的過程包含：

　　1.保存當(dāng)前進程的上下文

　　2.將當(dāng)前進程加入操作系統(tǒng)對應(yīng)隊列

　　3.通過調(diào)度算法選擇另外一個進程

　　4.調(diào)整虛存映射

　　5.加載新進程的上下文

　　但是線程切換就不一樣了，之需要切換PC寄存器指向的代碼地址就好，其他操作都不用做，所以線程切換的成本比進程切換低多了。

　　互斥和同步

　　簡介

　　當(dāng)多個進程需要對同一個資源進行訪問的時候， 為了避免同時使用這個資源造成的混亂， 所以需要考慮進程間的互斥。

　　典型的互斥實現(xiàn)方案如下：

　　方案介紹

　　中斷禁用

　　殺敵一千， 自損八百。雖然能實現(xiàn)互斥， 但是大大降低了處理器的執(zhí)行效率。而且再多處理器體系結(jié)構(gòu)中， 他還不能達到互斥

　　專用機器指令

　　往往是通過一個不可中斷的指令， 用于原子修改內(nèi)存中的值， 常見的兩個指令是testset和exchange， 其對應(yīng)的demo代碼如下圖。該方案的好處是實現(xiàn)簡單， 壞處是使用了忙等待， 可能出現(xiàn)饑餓， 可能死鎖， 需要操作系統(tǒng)層進行管理和避免。