操作系统之用户级线程

一、进程和线程

进程与线程的关系可以以下面这张图表示:
操作系统之用户级线程_第1张图片
实质就是映射表不变而PC指针变。

二、线程的应用

考虑一个网页浏览器的例子,一个网页浏览器可能需要好几个线程,比如一个线程用来接收数据,一个线程用来显示文本,一个线程用来处理图片等等,而这些线程需要共享资源:
操作系统之用户级线程_第2张图片
这个浏览器实现首先需要creat一些线程,然后再调用getdata、show等线程,因此要想实现此浏览器核心就是如何在进程间切换:
操作系统之用户级线程_第3张图片
也就是Yield如何实现?

两个执行序列一个栈

首先考虑两个执行序列与一个栈的情况:
操作系统之用户级线程_第4张图片
左边的执行序列执行到B函数,先把地址104压栈,然后跳到B函数地址200处执行,碰到Yield,如果Yield内容按上图所示,则先把204压栈,然后跳到300处执行,然后再把304压栈,再跳到400处执行,碰到Yield,问号处应该是找到204,跳到204执行,之后遇到},相当于ret指令,弹栈,然后跳到404执行,之后再弹栈,跳到304,遇到}后又弹栈,弹出204,这显然是不对的,因此一个栈是不行的。

两个执行序列两个栈

如果两个执行序列分别有一个栈,在切换执行序列时,先切换栈,这样就可以完成线程的切换,具体过程不再分析,相当于下图:
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因此,两个线程的样子就是两个TCB,两个栈,以及切换的PC在栈中,TreadCreat的核心就是做出这三样东西:
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三、用户级线程和核心级线程

用户级线程知识在用户态进行切换,进入内核后还是同一个进程,Yiled程序是用户程序,而核心级线程会进入内核进行切换,ThreadCreat是系统调用,内核也知道TCB,Yield程序也不是用户编写,而是内核程序,用户不可见,至于调度点,也是有操作系统决定。
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