Поток (thread) – это запускаемый из некоторого процесса особого рода параллельный процесс, выполняемый в том же адресном пространстве, что и процесс-родитель. Однопоточный процесс использует определенные значения регистров и стек, на котором исполняются его процедуры. Многопоточный процесс организован несколько сложнее. Он имеет несколько параллельных потоков, для каждого из которых ОС создает свой стек и хранит свои собственные значения регистров. Потоки работают в общей основной памяти и используют то же адресное пространство, что и процесс-родитель, а также разделяют код процесса и файлы.
Многопоточность имеет большие преимущества: Увеличение скорости (по сравнению с использованием обычных процессов). Использование общих ресурсов. Потоки одного процесса используют общую память и файлы. Экономия. Благодаря многопоточности, достигается значительная экономия памяти.
Использование мультипроцессорных архитектур. Это особенно важно в настоящее время, в период широкого использования многоядерных гибридных и многопроцессорных систем. Именно многопоточность программ, основанная на многоядерности процессора, дает возможность, наконец, почувствовать реальные преимущества параллельного выполнения.
Существуют различные модели многопоточности :
— Модель много / один (many-to-one) – отображение нескольких пользовательских потоков в один и тот же поток ядра. Используется в операционных системах, не поддерживающих множественные системные потоки (например, с целью экономии памяти).
— Модель один / один (one-to-one) – взаимно-однозначное отображение каждого пользовательского потока в определенный потокядра. Примеры ОС, использующих данную модель, — Windows 95/98/NT/2000/XP/2003/2008/7; OS/2.
— Модель много / много (many-to-many) – модель, допускающая отображение нескольких пользовательских потоков в несколько системных потоков. Такая модель позволяет ОС создавать большое число системных потоков. ОС Solaris, а также Windows NT / 2000 / XP / 2003 / 2008 / 7 с пакетом ThreadFiber.
Переключение контекста
При исполнении процессором некоторого процесса возникает прерывание от устройства ввода-вывода, сигнализирующее об окончании операций на устройстве. Над выполняющимся процессом производится операция приостановки. Далее ОС разблокирует процесс, инициировавший запрос на ввод-вывод и осуществляет запуск приостановленного или нового процесса, выбранного при выполнении планирования.
Для корректного переключения процессора с одного процесса на другой необходимо сохранить контекст исполнявшегося процесса и восстановить контекст процесса, на который будет переключен процессор. Такая процедура сохранения/восстановления работоспособности процессов называется переключением контекста.
Оставить ответ