L8&9&10 【哈工大_操作系统】CPU管理的直观想法&多进程图像&用户级线程

L2.1 CPU管理的直观想法

管理CPU -> 引出多进程视图

  1. 设置 PC 指针初值为程序在内存中开始的地址,自动取指执行
  2. 多个程序同时放在内存中,让CPU交替执行(并发:程序在读I/O时太慢,CPU空闲,则会去执行其他程序,不断来回切换)
  3. 引出进程概念:即运行中的程序

L2.2 多进程图像

操作系统的核心图像

PCB(process control block): 用来记录进程信息的数据结构

  1. 多进程组织:用PCB记录进程信息,用状态推进进程运行

  2. 多进程地址空间分离:内存管理(映射表,映射到物理地址是不同位置)

  3. 多进程同步:上锁

1、多进程的切换

复制代码
schedule();     // 进程交替
// schedule 展开
schedule() {
	pNew = getNext(ReadyQueue);  // 调度,就绪队列找到下一个进程的PCB
	switch_to(pCur, PNew);       // 切换,当前进程PCB保存并切换到下一个进程
}

L2.3 用户级线程

1、线程和进程的关系

  • 进程:进程是操作系统中资源分配的基本单位 ,进程的切换涉及到指令执行序列资源的切换,每个进程都有自己的资源。
  • 线程:线程是操作系统中CPU调度的基本单位 ,一个进程可以有多个线程,线程切换只涉及指令执行序列的切换,每个线程共享资源

线程保留了并发的优点,避免了进程切换代价太大。进程里面可以启动多个指令序列(线程)。每个线程共用一个映射表,共享内存,只切换程序,不切换资源

2、线程的切换

  1. 一个线程一个栈(两个栈)、一个TCB,TCB记录栈指针位置
  2. 介绍 Yield() 运行时切换栈和弹栈获取返回位置
  3. 引出 ThreadCreate() 流程:申请TCB、申请栈、栈保存初始位置、栈和TCB关联

总结:用 ThreadCreate() 创建一堆线程,每个线程有自己的函数,在线程中调用 Yield() 来跳转、释放CPU,让CPU在多个线程之间切换。

核心级线程:会进入内核,TCB在内核中,并发性更好。当一个线程阻塞时,能够看到其他线程。(比如用户级线程,如果获取网页数据的网卡卡了,CPU将切换到其他进程,不会运行该进程中的其他线程(比如从缓存中已下载的拿一些进行显示),此时浏览器将一片黑)

相关推荐
fakerth2 天前
【OpenHarmony】communication_ipc模块
操作系统·openharmony
Coisinier3 天前
RHCE中shell脚本基础(磁盘剩余空间监控,Web 服务状态检查,curl 访问 Web 服务并返回状态)
linux·运维·服务器·前端·nginx·操作系统
小宇子2B4 天前
free 完再 malloc 同样大小,为什么常拿回刚还回去的那块?
操作系统
触底反弹6 天前
拷个 .exe 到新电脑就跑不起来?你缺的不是文件,是对链接的理解
c++·windows·操作系统
杊页6 天前
第一板块:Android 系统基石与运行原理 | 第二篇:Android 编译、打包与安装机制
android·操作系统
壮Sir不壮6 天前
GO语言——GMP调度模型
linux·开发语言·golang·go·操作系统·线程·协程
Surest6 天前
OpenHarmony 技术拆解(二):从 capability 看懂分布式软总线与任务迁移
操作系统
OpenAnolis小助手6 天前
如何利用 AI Agent 实现热补丁的自动化生成
人工智能·安全·ai·操作系统·agent·龙蜥
小宇子2B8 天前
缺页中断不是“出错”,是内核最忙的一条正常路径
操作系统
小宇子2B8 天前
内存不够时,内核怎么把"冷"页踢出去——swap 与页面回收
操作系统