多线程基于Linux内核的多线程技术的研究

基于Linux内核的多线程技术的研究

摘要多线程技术是一项新的微处理器体系结构技术它在传统并行指令集的基础上添加了并行线程集对操作系统来说一个具有多线程的微处理器就相当于两个逻辑处理器。任何微处理器的使用都需要有操作系统的支持 L inux 是UN IX类的操作系统其发展十分迅猛已经成为使用最为广泛的网络服务器操作系统。 L inux提供的稳定性和强大网络支持能力必将使多线程技术发挥得更为快捷和顺畅。本文介绍了多线程技术的概念 L inux内核的技术特点等并分析了在L inux下多线程技术的实现方式 以及遇到的问题。

关键词L inux内核 多线程互斥

1多线程技术及优势

进程是程序执行的动态过程是系统分配资源的最小单位。而线程是更小的执行实体是进程的分支其本身不占用系统资源而是与其所属的进程共享系统的软硬件资源。创建和撤销另一个进程的工作可以由同一个线程完成多个线程可以同时进行。就绪、阻塞、运行这三种状态是线程的基本状态。

多线程技术旨在提高CPU的性能一个CPU同能能执行多个程序能分享同一个CPU的资源。但是多线程技术并不等于是多个CPU 当两个线程同时需要同一个资源的时候只有一个能够得到另一个就要等待进而暂时停止直到资源限制方可继续。

使用多线程技术的原因有三其一与进程相比线程这种多任务操作方式能最大程度的节约系统的耗费其耗费大约是进程的1/30左右。其二线程之间方便通信。其三多线程作为一种多任务并发的工作机制能进一步提高应用程序响应改善程序结构提高多CPU效率。

2 Linux内核的技术特点

1L inux采用分页式内存管理对于基本物理页面的管理采用B udd y算法对于任意长度的内核数据结构采用动态分配使用Slab算法

2 L inux引入了虚拟文件系统层作为物理文件系统的接口支持文件延迟写、顺序访问、预读和内存影射文件使用buffer cache和page cache分别以盘块和页面为单位的两类磁盘访问数据

3 L inux支持虚拟内存的使用共享和私有页面可以交换执行

4 L inux在进程管理中内使用的核设计原则是不可重入式的。进程在内核态运行时仅在时间片用完、请求数据或等待I/O完成时触发调度需要的自旋锁和信号量很少。