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
1L 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。
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