系统任务调度最小单位——线程
多核(心)处理器是指在一个处理器上集成多个运算核心从而提高计算能力,也就是有多个真正并行计算的处理核心,每一个处理核心对应一个内核线程。内核线程(Kernel Thread, KLT)就是直接由操作系统内核支持的线程,这种线程由内核来完成线程切换,内核通过操作调度器对线程进行调度,并负责将线程(可以多个)的任务映射到各个处理器上。
程序一般不会直接去使用内核线程,而是去使用内核线程的一种高级接口——轻量级进程(Light Weight Process,LWP),轻量级进程就是我们通常意义上所讲的线程。最后映射到逻辑处理器上。
许多操作系统内核线程调度时,上下文切换的开销较大。
多对多模型结合了一对一模型和多对一模型的优点,将多个用户线程映射到多个内核线程上。多对多模型的优点有:1.一个用户线程的阻塞不会导致所有线程的阻塞,因为此时还有别的内核线程被调度来执行;2.多对多模型对用户线程的数量没有限制;3.在多处理器的操作系统中,多对多模型的线程也能得到一定的性能提升,但提升的幅度不如一对一模型的高。在现在流行的操作系统中,大都采用多对多的模型。
线程是程序执行中一个单一的顺序控制流程,是程序执行流的最小单元,是处理器调度和分派的基本单位。
大部分操作系统(如Windows、Linux)的任务调度是采用时间片轮转的抢占式调度方式,也就是说一个任务执行一小段时间后强制暂停去执行下一个任务,每个任务轮流执行。任务执行的一小段时间叫做时间片,任务执行一段时间后强制暂停去执行下一个任务,被暂停的任务就处于就绪状态等待下一个属于它的时间片的到来。这样每个任务都能得到执行,由于CPU的执行效率非常高,时间片非常短,在各个任务之间快速地切换,给人的感觉就是多个任务在"同时进行",这也就是我们所说的并发。