-
Потоки: Модель потока, Элементы потока.
Процесс можно рассматривать как поток исполняемых команд или просто поток. У потока есть счетчик команд, отслеживающий порядок выполнения действий. У него есть регистры, в которых хранятся текущие переменные. У него есть стек, содержащий протокол выполнения процесса, где на каждую процедуру, вызванную, но еще не вернувшуюся, отведен отдельный фрейм.
Потоки являются объектами, поочередно исполняющимися на центральном процессоре.
Концепция потоков добавляет к модели процесса возможность одновременного выполнения в одной и той же среде процесса нескольких программ, в достаточной степени независимых.
Несколько потоков, работающих параллельно в одном процессе, аналогичны нескольким процессам, идущим параллельно на одном компьютере. В первом случае потоки разделяют адресное пространство, открытые файлы и другие ресурсы. Во втором случае процессы совместно пользуются физической памятью, дисками, принтерами и другими ресурсами.
На рис а представлены три обычных процесса, у каждого из которых есть собственное адресное пространство и одиночный поток управления. На рис. б представлен один процесс с тремя потоками управления. В обоих случаях мы имеем три потока, но на рис. а каждый из них имеет собственное адресное пространство, а на рис. б потоки разделяют единое адресное пространство.
При запуске многопоточного процесса в системе с одним процессором потоки работают поочередно.
Элементы процесса - совместно используемые всеми потоками процесса: адресное пространство, глобальные переменные, открытые файлы, дочерние процессы, необработанные аварийные сигналы, сигналы и их обработчики, информация об использовании ресурсов
Элементы потока - индивидуальные для каждого потока: счетчик команд, регистры, стек, состояние
Если один поток открывает файл, этот файл тут же становится видимым для остальных потоков, и они могут считывать информацию и записывать ее в файл.
Концепция потоков состоит в возможности совместного использования набора ресурсов несколькими потоками для выполнения некой задачи в тесном взаимодействии. Как и любой обычный процесс (то есть процесс с одним потоком), поток может находиться в одном из нескольких состояний: рабочем, заблокированном, готовности или завершенном. Действующий поток взаимодействует с процессором.
У каждого потока свой собственный стек.
Запуск процесса -> 1 поток: Вызыв.библиотечная проц.:
Thread_create – создать новые потоки.
Thread_wait – ждать прекращения работы другого.
Thread_exit – прекратить работу.
Thread_yield – уступить очередь.
-
Использование потоков: почему потоки необходимы? Тpи способа констpуиpования Web-сеpвеpа.
Если 1.Большие программы-много бит =>м.б блокированы, если несколько || процессов используют одно адресное пространство.
2.Поток можно создать или уничтожить.
3.Увеличивается производительность, когда много вв/выв.
4.когда несколько ЦП, тогда начинается настоящий параллелизм.
Пример:
А. текстовый процессор
Text 300 страниц, 5 стр-> изменили предложение.
1 поток-user-под вв/выв
2 поток-форматирование
3 поток-периодическое сохранение
В. Большая электронная таблица
1. ввод чисел 2. Пересчет 3. AutoSave
C1. сервер Web-сайта Сервер<->запрос->в ком?:с HDD-блок, page, рабочий поток…
Диск while (true)
{get_next_regust(&Buf);
hand_on_work(&Buf);}
рабочий поток
while (true){
wait_for_work(&Buf);
look_for_page_in_cashe(&Buf,page);
if(page_not_in_cache(&page))
renl_page_from_disk(&Buf,&page);
return_page(&page);}
C2. Нет потока->сервер блокир->производ↓
C3. пусть readDisk без блокир. Процедуры должны вызывать рез-т:
-сразу запустила
-что-то произошло.
Сервер записывает следующее состояние потока, затем переходит к next запросу.
Сервер должен хранить состояние всех потоков. Получается конечный автомат.
Преимущества потока:
-Сохраняет модель послед-х процессов
-используются запросы с блокировкой, есть параллелизм(↑производит)
3 способа конструирования сервера:
Потоки - Параллелизм, системные запросы с блокировкой
Процесс с одним потоком - Нет параллелизма, системные запросы с блокировкой
Конечный автомат - Параллелизм, системные запросы без блокировки, прерывания
D. процес., которые обрабатывают много данных: чт, зп, обраб.
1 поток-читает
2 поток-cal_обраб.
3 поток-запись.
R/W блокир поток, а не процесс. Общение ч/з буфера.