Thảo luận Bài 5
+100
NguyenTuanHai_I12A
lymydung_I12A
DiepMaiNgocYen(I12A)
tranthithanhuyen85 (I11C)
minhtam_I12C
nguyenthanhnghi_I12C
nguyenthihongtham_I12C
LeMInhTien(I11C)
DuongTrungQuan
Đỗ Phan Diễm Hương I12A
TRANTHINHPHAT (I11C)
TrinhThiPhuongThaoI12C
TRANTHUYOANH_10H1010066
nguyenthaihiep (I11C)
maidangvu_I12A
huynhtamhaoI12A
TranVanBao(I12A)
TranPhiLong (I11C)
quynhnhi.nguyen_I12A
BuiAnhNgoc(I12C)
DaoThaiHuyI12A
HUYNHMINHHAI(I12A)
VoTrongQuyet-I12A
phamphihung55
PhamDucPhuong(I12A)
nguyenthanhphongHC11TH2A
ngothihanHC11TH2A
NguyenXuanTri28
LeMinhDuc (I11C)
nguyen_tuan_phat_I12A
BuiHuongTra(I12A)
NguyenHongHaiI12C
lengocthuthao89 (i11c)
huynhvanhung(I12A)
leminhtam13(I12A)
NguyenThiHue48(I12A)
quicly_I111c
lethianhnhat_I12A
lethanhsang_I12A
phanngocthinh(i12a)
hoanghaiyen
Đinh Đông Dương
NgoXuanQuoc_(102C)
trantrungnam-HC11TH2A
Nguyen Doan Linh051(I11c)
HUYNHDUCANHI12A
levanhop.it
LeQuocKhanh-11H1010059
nguyenthipha1510
nguyenhuutho
NguyenthechinhI12A
TaThucCuongI12C
LeXuanHau (I12C)
TranThiMyKhanh(I12A)
ng_dang_khoa_HC11TH2A
TranTrungTinh(I12A)
plminhhoangI12A
LePhucHiep(102C)
thailongI12C
NguyenAnhTan15 (I12C)
NguyenDangPhongI12A
lacongchinh_I12A
NguyenHaThanh97 (I11C)
ngophicamI12A
TranTrungHienI12C
phamduyI12A
TranThiAnhDao89I12C
nguyenthingocmai_I12A
phuongnguyen
TranLeThanhVu_I12A
TranHoangNhanI12C
dangmonghai(I12A)
LeThiMaiPhuongI12A
maihuynam(I91c)
TranMinhTuan143(I12A)
vothingocthuy87(I11C)
DoanNgocDan(I12A)
hoxuanvu_I12A
letanthanh18(I12A)
HoNgocTuan142(I12A)
NguyenVanBenI12C
NguyenNgocDuy(I12A)
TranThiNgocQuynh(I12C)
tranvanthien27(I12C)
luthioanh-I12A
LeThanhTung (I11C)
NgoPhuQuoc_I12C
NguyenThiHongYen(I12A)
NguyenHoangThangI12A
hoanggiangI12C
TrinhVinhThanh (I12A)
HoNguyenQuocTuy(I12A)
PhamQuangHien_I12A
nguyenthimao_I12A
nguyenvanhonglac_0066
BuiDaiNghia-102C
DaoQuangTri38(I12A)
TruongQuocTrung_I12A
TranHuyCuong17 (I12A)
Admin
104 posters
Trang 3 trong tổng số 9 trang
Trang 3 trong tổng số 9 trang • 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
Phân biệt đa luồng và đa tiến trình
Ví dụ về đa luồng:
Một công ty có 2 bộ phận là: bán hàng và bộ phận sản xuất. Tại một thời điểm, mỗi bộ phận đều thực hiện nhiệm vụ riêng từng bộ phận. Bộ phận sản xuất chỉ lo nhiệm vụ sản xuất sản phẩm, bộ phận bán hàng chỉ lo nhiệm vụ bán hàng. Giả sử, bộ phận sản xuất gặp trục trặc hay có vấn đề nghỉ 1 ngày thì cũng không hề ảnh hưởng đến bộ phận bán hàng và ngược lại.
Ví dụ về đa tiến trình:
Công ty may mặc có bộ phận sản xuất quần áo may mặc. Bộ phận này chia làm nhiều khâu:khâu Cắt, khâu Ráp, khâu May, Khâu Đóng gói(Mỗi khâu xem như là một thread). Nếu như bình thường hoạt động thì các khâu này có khả năng làm cùng nhau nhưng theo quy trình là Cắt -> Ráp -> May -> Đóng gói. Giả sử khâu Cắt bị vấn đề, các khâu khác sẽ không thể làm tiếp.
Một công ty có 2 bộ phận là: bán hàng và bộ phận sản xuất. Tại một thời điểm, mỗi bộ phận đều thực hiện nhiệm vụ riêng từng bộ phận. Bộ phận sản xuất chỉ lo nhiệm vụ sản xuất sản phẩm, bộ phận bán hàng chỉ lo nhiệm vụ bán hàng. Giả sử, bộ phận sản xuất gặp trục trặc hay có vấn đề nghỉ 1 ngày thì cũng không hề ảnh hưởng đến bộ phận bán hàng và ngược lại.
Ví dụ về đa tiến trình:
Công ty may mặc có bộ phận sản xuất quần áo may mặc. Bộ phận này chia làm nhiều khâu:khâu Cắt, khâu Ráp, khâu May, Khâu Đóng gói(Mỗi khâu xem như là một thread). Nếu như bình thường hoạt động thì các khâu này có khả năng làm cùng nhau nhưng theo quy trình là Cắt -> Ráp -> May -> Đóng gói. Giả sử khâu Cắt bị vấn đề, các khâu khác sẽ không thể làm tiếp.
dangmonghai(I12A)- Tổng số bài gửi : 15
Join date : 18/02/2012
Chưa rõ vấn đề
Em chưa rõ vấn đề này!
Các dòng CPU P4 HT (Hyper Thread), Core2dou, i3, i5,.... cũng có sử dụng 2 luồng, 4 luồng,... Vậy Luồng (Thread) này có khác với Luồng mà mình đang học hay ko? Khác nhau chổ nào?
Vì em thấy Luồng của CPU thì cài hệ điều hành nào thì cũng như vậy -> không ảnh hưởng bởi hệ điều hành!!
Mong thầy và các bạn giúp mình hiểu rõ hơn về vấn đề này! Thanks!!
Admin
- Siêu phân luồng trong CPU có nét giống Đa luồng của HDH (thực chất là "vay muợn" ý tưởng).
- Nhưng cũng đừng lẫn lộn giữa 2 công nghệ này.
Các dòng CPU P4 HT (Hyper Thread), Core2dou, i3, i5,.... cũng có sử dụng 2 luồng, 4 luồng,... Vậy Luồng (Thread) này có khác với Luồng mà mình đang học hay ko? Khác nhau chổ nào?
Vì em thấy Luồng của CPU thì cài hệ điều hành nào thì cũng như vậy -> không ảnh hưởng bởi hệ điều hành!!
Mong thầy và các bạn giúp mình hiểu rõ hơn về vấn đề này! Thanks!!
Admin
- Siêu phân luồng trong CPU có nét giống Đa luồng của HDH (thực chất là "vay muợn" ý tưởng).
- Nhưng cũng đừng lẫn lộn giữa 2 công nghệ này.
TranHoangNhanI12C- Tổng số bài gửi : 45
Join date : 16/02/2012
Thảo luận bài 5
hoanggiangI12C đã viết:Thầy hỏi tai sao nên dùng code chung và dùng có chung có ưu điểm gì: .Có bạn trả lời rằng là dễ quản lý.Thầy nói đúng nhưng chưa chính xác lắm.và thầy nói nếu có sữa code thì thầy chỉ sửa 1 lần .Nếu sữa code riêng lẽ thì phải sữa rất nhiều. Còn theo em thì sử dụng 1 code chung sẽ dễ đồng bộ và dễ quản lý hơn. Tuy nhiên ở thực tế ta nên dùng 2-3 code chung để giả sử có bị virus hay bị 1 ai đó thay đổi code thì vẫn còn các code khác để sử dụng.
HoNgocTuan142(I12A) đã viết:ví dụ thực tế trong lớp học, nếu giáo viên dán 1 thông báo ngoài cửa yêu cầu mọi người trong lớp thực hiện theo, nhưng có 1 phần tử xấu nào đấy "cao hứng" sửa lại nội dung => người đọc trước khi sửa làm đúng, người đọc sau khi sửa làm sai.
thế thì giải quyết đơn giản như sau: in thông báo ra vài bảng và trao cho các cán bộ lớp, nếu có trường hợp các thông báo từ các cán bộ lớp khác nhau thì sẽ quyết định làm theo số nhiều (làm theo các bảng thông báo nào giống nhau).
Thực ra vấn đề này theo quan điểm của mình thì vẫn cho là dùng chung 1 đoạn code sẽ tối ưu hơn cả. Việc này sẽ tránh lãng phí bộ nhớ và quản lý đồng bộ, dễ dàng update.
Theo như ví dụ của bạn thì giáo viên chính là tiến trình quản lý bản tin thông báo mới thì thay vì phải mất công copy ra làm 3 hoặc 4 bản (tốn cả tiền photo ) rồi giao cho cán bộ lớp, giáo viên chỉ việc phổ biến bản tin này cho cả lớp hoặc phổ biến cho riêng cán bộ lớp để quản lý khi có ai đó cố ý thay đổi thông báo.
Thực tế việc này cũng tương tự như việc bảo mật phần mềm mã nguồn mở (PMMNM). Theo như mình được biết thì PMMNM là các phần mềm mà mã nguồn của nó được công bố rộng rãi công khai và cho phép mọi người tiếp tục phát triển phần mềm đó. Điều này không có nghĩa là chúng có thể được sao chép, sửa chữa thoải mái hay sử dụng vào mục đích nào cũng được, và nếu như cho rằng PMMNM không có tính bảo mật thì điều này là không hợp lý, bởi vì nếu như kém bảo mật thì nó đâu được đông đảo cộng đồng mạng trên thế giới sử dụng, và hơn hết 1 dự án mã nguồn mở được phát triển khá lâu và được nhiều nhà lập trình trên thế giới phát triển và được kiểm tra, fix lỗi liên tục thì không có lý do gì chúng ta lại cho là mã nguồn mở kém bảo mật?
Tóm lại: dùng chung code vẫn là tối ưu nhất
Được sửa bởi NguyenNgocDuy(I12A) ngày 29/3/2012, 01:21; sửa lần 2.
NguyenNgocDuy(I12A)- Tổng số bài gửi : 17
Join date : 16/02/2012
Một số phương thức thông dụng cho việc xử lý Thread
Abort():Với phương thức này sau khi được gọi thì Thread sẽ chuyển sang trạng thái dừng, và thuộc tính ThreadState sẽ trả về giá trị Stopped.
Suspend():Thread khi đang chạy nếu gọi phương thức Suspend() thì sẽ dừng hoạt động cho tới khi gọi lại bằng phương thức Resyme().
Sleep(): Khi một Thread đang chạy nếu phương thức Sleep được gọi thì sẽ rơi vào trạng thời chờ trong một khoảng thời gian t (tính theo miligiây) sẽ tiếp tục hoạt động. Vị dụ: System.Threading.Thread.Sleep(1000); Khi phương thức này được gọi thì Thread sẽ tạm dừng trong vòng 1000 miligiây. Ta thấy đây là một phương thức tĩnh nên có thể gọi mà không cần thông qua instance Thread nào cả.
Join():Đây là một phương thức tôi thấy rất hay dùng khi xử lý Thread. Ta có thể hiểu ý nghĩa có phương thức này như sau: Khi một Thread gọi phương thức Join thì Thread đó sẽ được ưu tiên trong hệ thống. Những lện nào nằm sau phương thức Joinn chỉ được thực thi khi Thread kết thúc. Những lệnh đã chạy từ trước thì vẫn được thực thi với Thread hiện tại, và không có ảnh hưởng gì.
Suspend():Thread khi đang chạy nếu gọi phương thức Suspend() thì sẽ dừng hoạt động cho tới khi gọi lại bằng phương thức Resyme().
Sleep(): Khi một Thread đang chạy nếu phương thức Sleep được gọi thì sẽ rơi vào trạng thời chờ trong một khoảng thời gian t (tính theo miligiây) sẽ tiếp tục hoạt động. Vị dụ: System.Threading.Thread.Sleep(1000); Khi phương thức này được gọi thì Thread sẽ tạm dừng trong vòng 1000 miligiây. Ta thấy đây là một phương thức tĩnh nên có thể gọi mà không cần thông qua instance Thread nào cả.
Join():Đây là một phương thức tôi thấy rất hay dùng khi xử lý Thread. Ta có thể hiểu ý nghĩa có phương thức này như sau: Khi một Thread gọi phương thức Join thì Thread đó sẽ được ưu tiên trong hệ thống. Những lện nào nằm sau phương thức Joinn chỉ được thực thi khi Thread kết thúc. Những lệnh đã chạy từ trước thì vẫn được thực thi với Thread hiện tại, và không có ảnh hưởng gì.
TranHoangNhanI12C- Tổng số bài gửi : 45
Join date : 16/02/2012
2 câu hỏi và trả lời Chương 5 - Thread
Cầu 1: Phân biệt khái niệm luồng với tiến trình. Và trình bày những ích lợi của công nghệ đa luồng
Phân biệt khái niệm luồng với tiến trình
Luồng: là tiến trình nhẹ (LWP - Light Weight Process), một đơn vị cơ bản sử dụng CPU. Luồng cũng có thông tin trạng thái như của tiến trình hệ thống (HWP - Heavy Weight Process)
Ví dụ: Lớp học là một tiến trình. Trong lớp sẽ có một giáo viên(đơn luồng) và các học viên (đa luồng)
Tiến trình: là chương trình trong thời gian thực hiện (đặt dưới sự quản lý của hệ điều hành). Có sự phân biệt Tiến trình hệ thống (của Hệ điều hành) với Tiến trình người dùng.
Ví dụ: Lớp I12A đang học là một tiến trình
Những ích lợi của công nghệ đa luồng
Khả năng đáp ứng (Responsiveness) tốt hơn: Trong khi một luồng bị ách hoặc quá bận, luồng khác vẫn vận hành bình thường (Luồng chính của trình duyệt vẫn tương tác với người dùng trong khi dữ liệu được lấy về).
Ví dụ: Các cô ở tổng đài 1080 là các luồng. Khi khách hàng điện thoại hỏi 108, thì một trong các cô (cô thứ 1) sẽ trả lời. Nếu trong thời điểm đó khách hàng thứ hai gọi 108, thì một trong các cô (cô thứ 2) còn lại sẽ trả lời cho khách hàng.
Chia sẻ tài nguyên (Resource Sharing): Theo mặc định, các luồng có thể dùng chung bộ nhớ và tài nguyên của luồng cha. Vài luồng cùng vận hành trong 1 vùng địa chỉ, do đó dễ dùng chung tài nguyên hơn so với trường hợp đa tiến trình.
Ví dụ: Trong nhà ta có kệ sách, tivi, xe gắn máy, ... mọi người trong nhà có thể dùng chung sách, tivi, xe máy.
Tiết kiệm (Economy): Cấp phát bộ nhớ và tài nguyên cho tiến trình là công việc tốn kém. Do luồng chung tài nguyên với cha và các luồng khác, việc tạo lập và chuyển ngữ cảnh cũng nhanh hơn (Solaris 2: Tạo tiến trình chậm hơn 30 lần, Chuyển ngữ cảnh chậm hơn 5 lần).
Ví dụ: Các bạn trong lớp là các luồng đang dùng chung một cái bảng, ai cần ghi thi ghi, ai cần thì chụp hình về xem
Tận dụng được thế mạnh của kiến trúc đa xử lý: Đa luồng làm tăng tính song song trên hệ máy nhiều CPU. Mỗi luồng có thể chạy bởi CPU riêng.
Câu 2: Trình bày nguyên lý tập nguồn và cho ví dụ minh họa
Tập luồng (Thread Pools):
-Tiến trình cha tạo lập sẵn một tập luồng khi khởi động.
-Các luồng trong tập luồng luôn sẵn sàng chờ công việc.
-Khi tiến trình cha (ví dụ Web Server) nhận thêm một yêu cầu, một luồng được đánh thức và đưa vào vận hành.
-Phục vụ xong, luồng được đưa trả về tập luồng.
-Nếu số yêu cầu lớn hơn số luồng trong tập, tiến trình cha chờ đến khi có luồng được giải phóng.
Ví dụ:
Trong một doanh trai quân đội sẽ có một tướng lĩnh (tiến trình cha) và sẽ có một đội binh (tập luồng).
Đội binh này sẽ sẳn sàng chiến đầu khi có mệnh lệnh (sẵn sàng chờ công việc).
Khi có một tên địch đột nhập, Tướng lĩnh sẽ điều binh sĩ 1 (một luồng) đi bắt tên địch (một luồng được đánh thức và đưa vào vận hành).
Trong khi đó, lại có thêm một tên địch khác đột nhập (nhận thêm một yêu cầu), Tướng lĩnh sẽ điều binh sĩ 2 (một luồng) đi bắt địch (một luồng khác được đánh thức và đưa vào vận hành).
Sau khi bắt địch xong, binh sĩ sẽ trở về doanh trại (luồng được trả về tập luồng)
Phân biệt khái niệm luồng với tiến trình
Luồng: là tiến trình nhẹ (LWP - Light Weight Process), một đơn vị cơ bản sử dụng CPU. Luồng cũng có thông tin trạng thái như của tiến trình hệ thống (HWP - Heavy Weight Process)
Ví dụ: Lớp học là một tiến trình. Trong lớp sẽ có một giáo viên(đơn luồng) và các học viên (đa luồng)
Tiến trình: là chương trình trong thời gian thực hiện (đặt dưới sự quản lý của hệ điều hành). Có sự phân biệt Tiến trình hệ thống (của Hệ điều hành) với Tiến trình người dùng.
Ví dụ: Lớp I12A đang học là một tiến trình
Những ích lợi của công nghệ đa luồng
Khả năng đáp ứng (Responsiveness) tốt hơn: Trong khi một luồng bị ách hoặc quá bận, luồng khác vẫn vận hành bình thường (Luồng chính của trình duyệt vẫn tương tác với người dùng trong khi dữ liệu được lấy về).
Ví dụ: Các cô ở tổng đài 1080 là các luồng. Khi khách hàng điện thoại hỏi 108, thì một trong các cô (cô thứ 1) sẽ trả lời. Nếu trong thời điểm đó khách hàng thứ hai gọi 108, thì một trong các cô (cô thứ 2) còn lại sẽ trả lời cho khách hàng.
Chia sẻ tài nguyên (Resource Sharing): Theo mặc định, các luồng có thể dùng chung bộ nhớ và tài nguyên của luồng cha. Vài luồng cùng vận hành trong 1 vùng địa chỉ, do đó dễ dùng chung tài nguyên hơn so với trường hợp đa tiến trình.
Ví dụ: Trong nhà ta có kệ sách, tivi, xe gắn máy, ... mọi người trong nhà có thể dùng chung sách, tivi, xe máy.
Tiết kiệm (Economy): Cấp phát bộ nhớ và tài nguyên cho tiến trình là công việc tốn kém. Do luồng chung tài nguyên với cha và các luồng khác, việc tạo lập và chuyển ngữ cảnh cũng nhanh hơn (Solaris 2: Tạo tiến trình chậm hơn 30 lần, Chuyển ngữ cảnh chậm hơn 5 lần).
Ví dụ: Các bạn trong lớp là các luồng đang dùng chung một cái bảng, ai cần ghi thi ghi, ai cần thì chụp hình về xem
Tận dụng được thế mạnh của kiến trúc đa xử lý: Đa luồng làm tăng tính song song trên hệ máy nhiều CPU. Mỗi luồng có thể chạy bởi CPU riêng.
Câu 2: Trình bày nguyên lý tập nguồn và cho ví dụ minh họa
Tập luồng (Thread Pools):
-Tiến trình cha tạo lập sẵn một tập luồng khi khởi động.
-Các luồng trong tập luồng luôn sẵn sàng chờ công việc.
-Khi tiến trình cha (ví dụ Web Server) nhận thêm một yêu cầu, một luồng được đánh thức và đưa vào vận hành.
-Phục vụ xong, luồng được đưa trả về tập luồng.
-Nếu số yêu cầu lớn hơn số luồng trong tập, tiến trình cha chờ đến khi có luồng được giải phóng.
Ví dụ:
Trong một doanh trai quân đội sẽ có một tướng lĩnh (tiến trình cha) và sẽ có một đội binh (tập luồng).
Đội binh này sẽ sẳn sàng chiến đầu khi có mệnh lệnh (sẵn sàng chờ công việc).
Khi có một tên địch đột nhập, Tướng lĩnh sẽ điều binh sĩ 1 (một luồng) đi bắt tên địch (một luồng được đánh thức và đưa vào vận hành).
Trong khi đó, lại có thêm một tên địch khác đột nhập (nhận thêm một yêu cầu), Tướng lĩnh sẽ điều binh sĩ 2 (một luồng) đi bắt địch (một luồng khác được đánh thức và đưa vào vận hành).
Sau khi bắt địch xong, binh sĩ sẽ trở về doanh trại (luồng được trả về tập luồng)
TranHoangNhanI12C- Tổng số bài gửi : 45
Join date : 16/02/2012
Process và Thread là gì?
I/ Định nghĩa:
Quá trình (process) là trạng thái tức thời của một chương trình đang chạy trên máy tính. Nó bao gồm bộ nhớ cần thiết để chạy chương trình (không gian địa chỉ của quá trình) và khả năng kiểm soát hiện trạng của bộ xử lý trong quá trình thực thi chương trình (tiến trình điều khiển của quá trình). Luồng (thread) tương tự như quá trình nhưng chỉ bao gồm tiến trình điều khiển. Nhiều luồng sử dụng không gian địa chỉ của một quá trình.
Quá trình và luồng có chung một mục đích: buộc máy tính phải làm nhiều việc hơn tại một thời điểm. Để làm điều đó, bộ xử lý (hay các bộ xử lý) phải chuyển đổi một cách trơn tru giữa các tác vụ, điều này đòi hỏi chương trình ứng dụng phải được thiết kế để chia sẻ tài nguyên máy tính.
Đó là lý do tại sao lập trình viên cần chia những gì chương trình phải làm thành quá trình và luồng.
Mỗi chương trình chạy trên một máy tính cần ít nhất là một quá trình. Quá trình đó bao gồm không gian địa chỉ (phần bộ nhớ máy tính mà ở đó chương trình chạy) và tiến trình điều khiển (cách thức để biết được phần nào của chương trình đang được bộ xử lý thực thi tại bất kỳ thời điểm nào). Nói cách khác, quá trình là một vùng làm việc và cách thức quản lý những gì chương trình đang thực hiện. Khi một số chương trình chạy cùng một thời điểm, mỗi chương trình sẽ có không gian địa chỉ và tiến trình điều khiển của riêng nó (xem sơ đồ).
Để phục vụ nhiều người dùng, một quá trình có thể cần phải phân nhánh, hay tạo bản sao của chính nó để tạo ra một quá trình con. Cũng giống như quá trình mẹ, quá trình con cũng có không gian địa chỉ và tiến trình điều khiển riêng. Tuy nhiên, thường thì khi quá trình mẹ chấm dứt, mọi quá trình con mà nó khởi động cũng sẽ tự động chấm dứt.
Hệ điều hành đa nhiệm như Unix hay Windows thực hiện việc chuyển đổi qua lại giữa các quá trình, lần lượt phân thời gian sử dụng CPU cho từng quá trình. Nếu máy tính có nhiều CPU, mỗi quá trình có thể được gán riêng cho một trong các CPU.
Điều này thích hợp với các chương trình đơn giản. Các ứng dụng phức tạp hiện nay như xử lý văn bản hay bảng tính có thể xem như là nhiều chương trình khác nhau với yêu cầu chuyển đổi qua lại và giao tiếp giữa các quá trình liên tục. Đây là một vấn đề vì phải mất thời gian để chuyển đổi giữa các quá trình.
CPU hiện đại có bộ quản lý bộ nhớ (memory management unit – MMU) để ngăn bất kỳ quá trình nào vi phạm không gian bộ nhớ của quá trình khác. Chuyển từ một quá trình này sang quá trình khác – được gọi là chuyển ngữ cảnh – có nghĩa là lập trình lại MMU để chỉ đến không gian địa chỉ khác cùng với việc lưu và phục hồi thông tin của một quá trình. Hệ điều hành chịu trách nhiệm quản lý chi tiết của việc chuyển ngữ cảnh nhưng nó cũng tiêu tốn thời gian của CPU. Do mỗi quá trình đều được cách ly với những quá trình khác, giao tiếp giữa các quá trình đòi hỏi phải có những chức năng đặc biệt. Tương tự việc chuyển ngữ cảnh, truyền thông giữa các quá trình cũng chiếm thời gian của bộ xử lý.
Tất cả thời gian trên sẽ cộng dồn lên khi nhiều chương trình chạy cùng lúc hay khi có nhiều người dùng mà mỗi người đều yêu cầu chạy nhiều quá trình cũng lúc. Càng nhiều quá trình chạy thì càng tốn nhiều thời gian của CPU và hệ điều hành để thực hiện công việc chuyển ngữ cảnh.
Nếu số quá trình đủ nhiều, máy chủ có thể phải dành toàn bộ thời gian để thực hiện việc chuyển đổi giữa các quá trình mà không thể thực sự xử lý được công việc nào.
II/ Phân Luồng
Để tránh tình trạng trên, lập trình viên có thể dùng luồng (thread). Luồng cũng giống một quá trình con, ngoại trừ đặc điểm là mọi luồng kết hợp với một quá trình nào đó chia sẻ cùng không gian địa chỉ.
Ví dụ: Nếu có nhiều người dùng cùng chương trình, lập trình viên có thể viết ứng dụng sao cho ứng với mỗi người dùng sẽ có một luồng mới được tạo ra.
Mỗi luồng có tiến trình kiểm soát riêng nhưng nó lại chia sẻ cùng không gian địa chỉ và hầu hết dữ liệu với tất cả luồng khác chạy trong cùng quá trình. Đối với từng người dùng có thể nói rằng chương trình dường như chỉ chạy cho một mình họ.
Ưu điểm là gì?
Thời gian chuyển đổi giữa các luồng ít hơn hẳn so với giữa các quá trình vì không cần phải chuyển đổi không gian địa chỉ. Ngoài ra, vì chúng chia sẻ không gian địa chỉ nên các luồng trong một quá trình có thể giao tiếp với nhau dễ dàng hơn nhiều.
Trên máy tính có nhiều bộ xử lý, chương trình dạng một quá trình đơn chỉ chạy trên một CPU, còn chương trình dạng luồng có thể chia các luồng cho tất cả các bộ xử lý. Vì thế, nếu bạn chuyển chương trình dạng luồng sang máy chủ nhiều bộ xử lý thì nó sẽ chạy nhanh hơn.
Khuyết điểm?
Chương trình dạng luồng khó viết và kiểm lỗi hơn. Không phải mọi thư viện lập trình đều được thiết kế để dùng với luồng và không phải mọi ứng dụng cũ đều có thể làm việc tốt với ứng dụng dạng luồng. Một vài công cụ lập trình cũng làm cho việc thiết kế và thử nghiệm mã luồng khó khăn hơn.
Lỗi liên quan đến luồng cũng khó phát hiện hơn. Các luồng trong một quá trình có thể bị chồng chéo dữ liệu với nhau. Hệ điều hành có thể hạn chế số luồng thực thi chẳng hạn đọc và ghi dữ liệu cùng lúc. Việc định thời cho các luồng khác nhau để tránh xung đột là rất khó khăn.
Tuy nhiên, khi các ứng dụng dùng chung phức tạp và máy chủ nhiều bộ xử lý ngày càng phổ biến thì luồng sẽ ngày càng được dùng nhiều để thực hiện đa xử lý.
Quá trình (process) là trạng thái tức thời của một chương trình đang chạy trên máy tính. Nó bao gồm bộ nhớ cần thiết để chạy chương trình (không gian địa chỉ của quá trình) và khả năng kiểm soát hiện trạng của bộ xử lý trong quá trình thực thi chương trình (tiến trình điều khiển của quá trình). Luồng (thread) tương tự như quá trình nhưng chỉ bao gồm tiến trình điều khiển. Nhiều luồng sử dụng không gian địa chỉ của một quá trình.
Quá trình và luồng có chung một mục đích: buộc máy tính phải làm nhiều việc hơn tại một thời điểm. Để làm điều đó, bộ xử lý (hay các bộ xử lý) phải chuyển đổi một cách trơn tru giữa các tác vụ, điều này đòi hỏi chương trình ứng dụng phải được thiết kế để chia sẻ tài nguyên máy tính.
Đó là lý do tại sao lập trình viên cần chia những gì chương trình phải làm thành quá trình và luồng.
Mỗi chương trình chạy trên một máy tính cần ít nhất là một quá trình. Quá trình đó bao gồm không gian địa chỉ (phần bộ nhớ máy tính mà ở đó chương trình chạy) và tiến trình điều khiển (cách thức để biết được phần nào của chương trình đang được bộ xử lý thực thi tại bất kỳ thời điểm nào). Nói cách khác, quá trình là một vùng làm việc và cách thức quản lý những gì chương trình đang thực hiện. Khi một số chương trình chạy cùng một thời điểm, mỗi chương trình sẽ có không gian địa chỉ và tiến trình điều khiển của riêng nó (xem sơ đồ).
Để phục vụ nhiều người dùng, một quá trình có thể cần phải phân nhánh, hay tạo bản sao của chính nó để tạo ra một quá trình con. Cũng giống như quá trình mẹ, quá trình con cũng có không gian địa chỉ và tiến trình điều khiển riêng. Tuy nhiên, thường thì khi quá trình mẹ chấm dứt, mọi quá trình con mà nó khởi động cũng sẽ tự động chấm dứt.
Hệ điều hành đa nhiệm như Unix hay Windows thực hiện việc chuyển đổi qua lại giữa các quá trình, lần lượt phân thời gian sử dụng CPU cho từng quá trình. Nếu máy tính có nhiều CPU, mỗi quá trình có thể được gán riêng cho một trong các CPU.
Điều này thích hợp với các chương trình đơn giản. Các ứng dụng phức tạp hiện nay như xử lý văn bản hay bảng tính có thể xem như là nhiều chương trình khác nhau với yêu cầu chuyển đổi qua lại và giao tiếp giữa các quá trình liên tục. Đây là một vấn đề vì phải mất thời gian để chuyển đổi giữa các quá trình.
CPU hiện đại có bộ quản lý bộ nhớ (memory management unit – MMU) để ngăn bất kỳ quá trình nào vi phạm không gian bộ nhớ của quá trình khác. Chuyển từ một quá trình này sang quá trình khác – được gọi là chuyển ngữ cảnh – có nghĩa là lập trình lại MMU để chỉ đến không gian địa chỉ khác cùng với việc lưu và phục hồi thông tin của một quá trình. Hệ điều hành chịu trách nhiệm quản lý chi tiết của việc chuyển ngữ cảnh nhưng nó cũng tiêu tốn thời gian của CPU. Do mỗi quá trình đều được cách ly với những quá trình khác, giao tiếp giữa các quá trình đòi hỏi phải có những chức năng đặc biệt. Tương tự việc chuyển ngữ cảnh, truyền thông giữa các quá trình cũng chiếm thời gian của bộ xử lý.
Tất cả thời gian trên sẽ cộng dồn lên khi nhiều chương trình chạy cùng lúc hay khi có nhiều người dùng mà mỗi người đều yêu cầu chạy nhiều quá trình cũng lúc. Càng nhiều quá trình chạy thì càng tốn nhiều thời gian của CPU và hệ điều hành để thực hiện công việc chuyển ngữ cảnh.
Nếu số quá trình đủ nhiều, máy chủ có thể phải dành toàn bộ thời gian để thực hiện việc chuyển đổi giữa các quá trình mà không thể thực sự xử lý được công việc nào.
II/ Phân Luồng
Để tránh tình trạng trên, lập trình viên có thể dùng luồng (thread). Luồng cũng giống một quá trình con, ngoại trừ đặc điểm là mọi luồng kết hợp với một quá trình nào đó chia sẻ cùng không gian địa chỉ.
Ví dụ: Nếu có nhiều người dùng cùng chương trình, lập trình viên có thể viết ứng dụng sao cho ứng với mỗi người dùng sẽ có một luồng mới được tạo ra.
Mỗi luồng có tiến trình kiểm soát riêng nhưng nó lại chia sẻ cùng không gian địa chỉ và hầu hết dữ liệu với tất cả luồng khác chạy trong cùng quá trình. Đối với từng người dùng có thể nói rằng chương trình dường như chỉ chạy cho một mình họ.
Ưu điểm là gì?
Thời gian chuyển đổi giữa các luồng ít hơn hẳn so với giữa các quá trình vì không cần phải chuyển đổi không gian địa chỉ. Ngoài ra, vì chúng chia sẻ không gian địa chỉ nên các luồng trong một quá trình có thể giao tiếp với nhau dễ dàng hơn nhiều.
Trên máy tính có nhiều bộ xử lý, chương trình dạng một quá trình đơn chỉ chạy trên một CPU, còn chương trình dạng luồng có thể chia các luồng cho tất cả các bộ xử lý. Vì thế, nếu bạn chuyển chương trình dạng luồng sang máy chủ nhiều bộ xử lý thì nó sẽ chạy nhanh hơn.
Khuyết điểm?
Chương trình dạng luồng khó viết và kiểm lỗi hơn. Không phải mọi thư viện lập trình đều được thiết kế để dùng với luồng và không phải mọi ứng dụng cũ đều có thể làm việc tốt với ứng dụng dạng luồng. Một vài công cụ lập trình cũng làm cho việc thiết kế và thử nghiệm mã luồng khó khăn hơn.
Lỗi liên quan đến luồng cũng khó phát hiện hơn. Các luồng trong một quá trình có thể bị chồng chéo dữ liệu với nhau. Hệ điều hành có thể hạn chế số luồng thực thi chẳng hạn đọc và ghi dữ liệu cùng lúc. Việc định thời cho các luồng khác nhau để tránh xung đột là rất khó khăn.
Tuy nhiên, khi các ứng dụng dùng chung phức tạp và máy chủ nhiều bộ xử lý ngày càng phổ biến thì luồng sẽ ngày càng được dùng nhiều để thực hiện đa xử lý.
TranLeThanhVu_I12A- Tổng số bài gửi : 7
Join date : 16/02/2012
NGUYÊN LÝ TẬP LUỒNG VÀ VÍ DỤ MINH HỌA
-Tập luồng(Thread pools): khi một luồng chính tạo ra tập luồng (tập luồng bao gồm nhiều luồng con sẵn sàn chờ công việc được giao )
-Khi tiến trình cha nhận được yêu cầu công việc , thì 1 luồng con trong tập được đánh thức và đưa vào vận hành .
-vận hành xong luồng con sẽ được trả về tập luồng .
-Nếu số yêu cầu lớn hơn số luồng trong tập luồng , tiến trình cha sẽ chờ đến khi có luồng được giải phóng .
Ví dụ: tổng đài điện thoại 108 , có nhiều nhân viên trực điện thoại ( nhân viên là các luồng con ) , số nhân viên tương ứng với số luồng trong tập luồng , cùng làm việc trong 1 văn phòng ( cùng chung 1 bộ nhớ ) , mỗi nhân viên trực 1 điện thoại ( tức là mỗi luồng điều khiển 1 CPU ), do đó luồng có khả năng đáp ứng cao , khi không có cuộc gọi đến của khách hàng -> nhân viên không làm việc ( luồng đang ở trạng thái ngủ ), khi có cuộc gọi đến của khách hàng -> nhân viên trả lời cuộc gọi (luồng được đánh thức và đưa vào vận hành ) -> kết thúc cuộc gọi của khách hàng , nhân viên được nghỉ ( tức là luồng quay trạng thái ban đầu , trạng thái ngủ ) .
-Khi tiến trình cha nhận được yêu cầu công việc , thì 1 luồng con trong tập được đánh thức và đưa vào vận hành .
-vận hành xong luồng con sẽ được trả về tập luồng .
-Nếu số yêu cầu lớn hơn số luồng trong tập luồng , tiến trình cha sẽ chờ đến khi có luồng được giải phóng .
Ví dụ: tổng đài điện thoại 108 , có nhiều nhân viên trực điện thoại ( nhân viên là các luồng con ) , số nhân viên tương ứng với số luồng trong tập luồng , cùng làm việc trong 1 văn phòng ( cùng chung 1 bộ nhớ ) , mỗi nhân viên trực 1 điện thoại ( tức là mỗi luồng điều khiển 1 CPU ), do đó luồng có khả năng đáp ứng cao , khi không có cuộc gọi đến của khách hàng -> nhân viên không làm việc ( luồng đang ở trạng thái ngủ ), khi có cuộc gọi đến của khách hàng -> nhân viên trả lời cuộc gọi (luồng được đánh thức và đưa vào vận hành ) -> kết thúc cuộc gọi của khách hàng , nhân viên được nghỉ ( tức là luồng quay trạng thái ban đầu , trạng thái ngủ ) .
phuongnguyen- Tổng số bài gửi : 27
Join date : 17/02/2012
Các ưu việt của công nghệ đa luồng
- Ưu việt 1: Khả năng đáp ứng tốt hơn (Responsiveness) vì luồng này có vấn đề gì thì luồng khác sẽ làm việc.
VD: tổng đài 1080
- Ưu việt 2: Chia sẻ tài nguyên tốt hơn vì trao đổi dữ liệu giữa các luồng nhanh hơn so với tiến trình.
VD: Lịch hẹn lớp tại Miền Đồng Thảo chỉ cần ghi trên bảng thì các bạn sẽ nhận được nhanh hơn.
- Ưu việt 3: Tiết kiệm hơn vì tạo mới luồng dễ dàng hơn tạo mới tiến trình, chuyển ngữ cảnh từ luồng này sang luồng khác nhanh hơn từ tiến trình này snag tiến trình khác.
VD:
+ Tạo mới luồng: có 1 người lạ muốn học ké vào môn của thầy thì vẫn học được.
+ Tạo mới tiến trình: Muốn tạo được 1 lớp mới học tại tầng này thì rất khó, phải xin phép và khi nào có sự cho phép mới có thể được tạo mới.
- Ưu việt 4: Tận dụng được thế mạnh của kiến trúc đa xử lý
- Ưu việt 5: Ngoài 4 ưu việt trên còn có 1 ưu việt đó là lập trình đa luồng dễ hơn lập trình đa tiến trình.
VD: tổng đài 1080
- Ưu việt 2: Chia sẻ tài nguyên tốt hơn vì trao đổi dữ liệu giữa các luồng nhanh hơn so với tiến trình.
VD: Lịch hẹn lớp tại Miền Đồng Thảo chỉ cần ghi trên bảng thì các bạn sẽ nhận được nhanh hơn.
- Ưu việt 3: Tiết kiệm hơn vì tạo mới luồng dễ dàng hơn tạo mới tiến trình, chuyển ngữ cảnh từ luồng này sang luồng khác nhanh hơn từ tiến trình này snag tiến trình khác.
VD:
+ Tạo mới luồng: có 1 người lạ muốn học ké vào môn của thầy thì vẫn học được.
+ Tạo mới tiến trình: Muốn tạo được 1 lớp mới học tại tầng này thì rất khó, phải xin phép và khi nào có sự cho phép mới có thể được tạo mới.
- Ưu việt 4: Tận dụng được thế mạnh của kiến trúc đa xử lý
- Ưu việt 5: Ngoài 4 ưu việt trên còn có 1 ưu việt đó là lập trình đa luồng dễ hơn lập trình đa tiến trình.
nguyenthingocmai_I12A- Tổng số bài gửi : 26
Join date : 17/02/2012
NHỮNG LỢI ÍCH CỦA CÔNG NGHỆ ĐA LUỒNG?
- Khả năng đáp ứng tốt hơn: khi 1 luồng bị treo hoặc quá bận thì luồng khác vẫn làm việc 1 cách bình thường (Luồng chính của người dùng vẫn tương tác tốt với người dùng trong khi vẫn lấy được dữ liệu về.
VD: Tổng đài 188 là 1 vd minh họa của đa luồng (1 cô nhân viên trực trả lời tổng đài khi 1 khách hàng gọi hỏi (7 kì quan trên thế giới là những kì quan nào…) Trong khi đó nhân viên đó đang bận nhưng tổng đài có rất nhiều cô nhân viên khác phục vụ (gọi là đa luồng), 1 cô phục vụ (gọi là đơn luồng), cô nhân viên đó đang bận vẫn có sự trả lời của cô khác cứ như thế làm việc gọi là đa luồng.
- Đa luồng chia sẽ tài nguyên dễ dàng, mặc định các luồng có thể dùng chung bộ nhớ và tài nguyên của luồng cha. Vài luồn vận hành cùng 1 địa chỉ do đó dể dùng chung tài nguyên hơn so với trường hợp đa tiến tình.
VD: Trong lớp học việc dùng chung 1 cái bảng để sửa dễ thay đổi, nếu thay đổi sẽ thay đổi tất cả.
- Đa luồng tiết kiệm hơn: Cấp phát bộ nhớ và tài nguyên cho tiến trình là công việc tốn kém. Do luồn chung tài nguyên với cha và các luồng khác, việc tạo lập và chuyển ngữ cảnh cũng nhanh hơn. Việc tạo mới 1 luồng sẽ dể hơn rất nhiều so với việc tạo mới 1 tiến tình mới.
VD: Trong 1 gia đình có anh chị sắp xây dựng 1 gia đình mới nếu như xây thêm 1 căn nhà (hoặc căn phòng) sẽ tốn kém và khó hơn rất nhiều so với việc ngăn 1 căn phòng trong 1 gia đình lớn thành nhiều ngăn (chia ra nhiều phòng sẽ nhanh hơn và tiết kiệm hơn rất nhiều so với tạo dựng mới, tiết kiệm hơn rất nhiều.
- Tận dụng được thế mạnh của kiến trúc đa xử lý : Đa luồng làm tăng tính song song trên hệ máy nhiều CPU. Mỗi luồng có thể chạy bởi CPU riêng. Việc chuyển từ luồng này sang luồng kia là rất nhanh.
- Lập trình đa luồng dễ hơn là lập trình đa tiến trình.
VD: Tổng đài 188 là 1 vd minh họa của đa luồng (1 cô nhân viên trực trả lời tổng đài khi 1 khách hàng gọi hỏi (7 kì quan trên thế giới là những kì quan nào…) Trong khi đó nhân viên đó đang bận nhưng tổng đài có rất nhiều cô nhân viên khác phục vụ (gọi là đa luồng), 1 cô phục vụ (gọi là đơn luồng), cô nhân viên đó đang bận vẫn có sự trả lời của cô khác cứ như thế làm việc gọi là đa luồng.
- Đa luồng chia sẽ tài nguyên dễ dàng, mặc định các luồng có thể dùng chung bộ nhớ và tài nguyên của luồng cha. Vài luồn vận hành cùng 1 địa chỉ do đó dể dùng chung tài nguyên hơn so với trường hợp đa tiến tình.
VD: Trong lớp học việc dùng chung 1 cái bảng để sửa dễ thay đổi, nếu thay đổi sẽ thay đổi tất cả.
- Đa luồng tiết kiệm hơn: Cấp phát bộ nhớ và tài nguyên cho tiến trình là công việc tốn kém. Do luồn chung tài nguyên với cha và các luồng khác, việc tạo lập và chuyển ngữ cảnh cũng nhanh hơn. Việc tạo mới 1 luồng sẽ dể hơn rất nhiều so với việc tạo mới 1 tiến tình mới.
VD: Trong 1 gia đình có anh chị sắp xây dựng 1 gia đình mới nếu như xây thêm 1 căn nhà (hoặc căn phòng) sẽ tốn kém và khó hơn rất nhiều so với việc ngăn 1 căn phòng trong 1 gia đình lớn thành nhiều ngăn (chia ra nhiều phòng sẽ nhanh hơn và tiết kiệm hơn rất nhiều so với tạo dựng mới, tiết kiệm hơn rất nhiều.
- Tận dụng được thế mạnh của kiến trúc đa xử lý : Đa luồng làm tăng tính song song trên hệ máy nhiều CPU. Mỗi luồng có thể chạy bởi CPU riêng. Việc chuyển từ luồng này sang luồng kia là rất nhanh.
- Lập trình đa luồng dễ hơn là lập trình đa tiến trình.
phuongnguyen- Tổng số bài gửi : 27
Join date : 17/02/2012
Tại sao các luồng phải dùng chung một mã chương trình(code)?
- Các luồng phải dùng chung một mã chương trình vì:
- Đảm bảo tính nhất quán trong một tiến trình.
- Khi tiến trình gặp vấn đề,ta chỉ cần kiểm tra mã chương trình của luồng nhưng có thể biết lỗi mã chương trình của tất cả các luồng còn lại và sửa lỗi.
- Khi phát triển mã thì chỉ phải phát triển một mã chương trình nhưng sử dụng cho tất cả các luồng của một tiến trình.
- Đảm bảo tính nhất quán trong một tiến trình.
- Khi tiến trình gặp vấn đề,ta chỉ cần kiểm tra mã chương trình của luồng nhưng có thể biết lỗi mã chương trình của tất cả các luồng còn lại và sửa lỗi.
- Khi phát triển mã thì chỉ phải phát triển một mã chương trình nhưng sử dụng cho tất cả các luồng của một tiến trình.
tranvanthien27(I12C)- Tổng số bài gửi : 62
Join date : 15/02/2012
Age : 34
Đến từ : Tuy Hòa - Phú Yên
Có những mô hình đa luồng nào?
- Mô hình Many – to – One là nhiều User level threads được ánh xạ vào một Kernel Thread. Việc quản lý được thực hiện ở User Level, khi có một thread bị block thì toàn bộ các Process cũng bị block theo.
- Mô hình một-một :ánh xạ mỗi luồng người dùng tới một luồng nhân. Nó cung cấp khả năng đồng hành tốt hơn mô hình nhiều-một bằng cách cho mộtluồng khác chạy khi một luồng thực hiện lời gọi hệ thống nghẽn; nó cũng cho phép nhiều luồng chạy song song trên các bộ xử lý khác nhau. Chỉ có một trở ngại trong mô hình này là tạo luồng người dùng yêu cầu tạo một luồng nhân tương ứng. Vì chi phí cho việc tạo luồng nhân có thể đè nặng lên năng lực thực hiện của ứng dụng, các cài đặt cho mô hình này giới hạn số luồng được hỗ trợ bởi hệ thống. Windows NT, Windows 2000 và OS/2 cài đặt mô hình một-một này.
- Mô hình nhiều-nhiều đa hợp nhiều luồng cấp người dùng tới số lượng nhỏ hơn hay bằng các luồng nhân. Số lượng các luồng nhân có thể được xác định hoặc một ứng dụng cụ thể hay một máy cụ thể (một ứng dụng có thể được cấp nhiều luồng nhân trên một bộ đa xử lý hơn trên một bộ đơn xử lý). Trong khi mô hìnhnhiều-một cho phép người phát triển tạo nhiều luồng người dùng như họ muốn, thì đồng hành thật sự là không đạt được vì nhân có thể lập thời biểu chỉ một luồng tại mộthời điểm. Mô hình một-một cho phép đồng hành tốt hơn nhưng người phát triển phải cẩn thận không tạo ra quá nhiều luồng trong một ứng dụng. Mô hình nhiều-nhiều gặp phải một trong hai vấn đề khiếm khuyết: người phát triển có thể tạo nhiều luồng người dùng khi cần thiết và các luồng nhân tương ứng có thể chạy song song trên một bộ đa xử lý.
- Mô hình một-một :ánh xạ mỗi luồng người dùng tới một luồng nhân. Nó cung cấp khả năng đồng hành tốt hơn mô hình nhiều-một bằng cách cho mộtluồng khác chạy khi một luồng thực hiện lời gọi hệ thống nghẽn; nó cũng cho phép nhiều luồng chạy song song trên các bộ xử lý khác nhau. Chỉ có một trở ngại trong mô hình này là tạo luồng người dùng yêu cầu tạo một luồng nhân tương ứng. Vì chi phí cho việc tạo luồng nhân có thể đè nặng lên năng lực thực hiện của ứng dụng, các cài đặt cho mô hình này giới hạn số luồng được hỗ trợ bởi hệ thống. Windows NT, Windows 2000 và OS/2 cài đặt mô hình một-một này.
- Mô hình nhiều-nhiều đa hợp nhiều luồng cấp người dùng tới số lượng nhỏ hơn hay bằng các luồng nhân. Số lượng các luồng nhân có thể được xác định hoặc một ứng dụng cụ thể hay một máy cụ thể (một ứng dụng có thể được cấp nhiều luồng nhân trên một bộ đa xử lý hơn trên một bộ đơn xử lý). Trong khi mô hìnhnhiều-một cho phép người phát triển tạo nhiều luồng người dùng như họ muốn, thì đồng hành thật sự là không đạt được vì nhân có thể lập thời biểu chỉ một luồng tại mộthời điểm. Mô hình một-một cho phép đồng hành tốt hơn nhưng người phát triển phải cẩn thận không tạo ra quá nhiều luồng trong một ứng dụng. Mô hình nhiều-nhiều gặp phải một trong hai vấn đề khiếm khuyết: người phát triển có thể tạo nhiều luồng người dùng khi cần thiết và các luồng nhân tương ứng có thể chạy song song trên một bộ đa xử lý.
TranThiAnhDao89I12C- Tổng số bài gửi : 25
Join date : 17/02/2012
Luồng Solaris 2
Solaris 2 là một ấn bản của UNIX với hỗ trợ luồng tại cấp độ nhân và cấp độ người dùng, đa xử lý đối xứng (SMP) và định thời thời thực. Solaris 2 cài đặt Pthread API hỗ trợ luồng cấp người dùng với thư viện chứa APIs cho việc tạo và quản lý luồng (được gọi luồng UI). Sự khác nhau giữa hai thư viện này rất lớn, mặc dù hầu hết người phát triển hiện nay chọn thư viện Pthread. Solaris 2 cũng định nghĩa một cấp độ luồng trung gian. Giữa luồng cấp nhân và cấp người dùng là các quá trình nhẹ (lightweight process- LWPs). Mỗi quá trình chứa ít nhất một LWP. Thư viện luồng đa hợp luồng người dùng trên nhóm LWP cho quá trình và chỉ luồng cấp người dùng hiện được nối kết tới một LWP hoàn thành công việc. Các luồng còn lại bị khoá hoặc chờ cho một LWP mà chúng có thể thực thi trên nó.
Luồng cấp nhân chuẩn thực thi tất cả thao tác trong nhân. Mỗi LWP có một luồng cấp nhân, và một số luồng cấp nhân (kernel) chạy trên một phần của nhân và không có LWP kèm theo (thí dụ, một luồng phục vụ yêu cầu đĩa ). Các luồng cấp nhân chỉ là những đối tượng được định thời trong hệ thống. Solaris 2 cài mô hình nhiều-nhiều.
Các luồng cấp người dùng có thể giới hạn hay không giới hạn. Một luồng cấp người dùng giới hạn được gán vĩnh viễn tới một LWP. Chỉ luồng đó chạy trên LWP và yêu cầu LWP có thể được tận hiến tới một bộ xử lý đơn (xem luồng trái nhất trong hình trên). Liên kết một luồng có ích trong trường hợp yêu cầu thời gian đáp ứng nhanh, như ứng dụng thời thực. Một luồng không giới hạn gán vĩnh viễn tới bất kỳ LWP nào. Tất cả các luồng không giới hạn được đa hợp trong một nhóm cac LWP sẳn dùng cho ứng dụng. Các luồng không giới hạn là mặc định. Solaris 8 cũng cung cấp một thư viện luồng thay đổi mà mặc định chúng liên kết tới tất cả các luồng với một LWP.
Xem xét hệ thống trong hoạt động: bất cứ một quá trình nào có thể có nhiều luồng người dùng. Các luồng cấp người dùng này có thể được định thời và chuyển đổi giữa LWPs bởi thư viện luồng không có sự can thiệp của nhân. Các luồng cấp người dùng cực kỳ hiệu quả vì không có sự hỗ trợ nhân được yêu cầu cho việc tạo hay huỷ, hay thư viện luồng chuyển ngữ cảnh từ luồng người dùng này sang luồng khác.
Mỗi LWP được nối kết tới chính xác một luồng cấp nhân, ngược lại mỗi luồng cấp người dùng là độc lập với nhân. Nhiều LWPs có thể ở trong một quá trình, nhưng chúng được yêu cầu chỉ khi luồng cần giao tiếp với một nhân. Thí dụ, một LWP được yêu cầu mỗi luồng có thể khoá đồng hành trong lời gọi hệ thống. Xem xét năm tập tin khác nhau-đọc các yêu cầu xảy ra cùng một lúc. Sau đó, năm LWPs được yêu cầu vì chúng đang chờ hoàn thành nhập/xuất trong nhân. Nếu một tác vụ chỉ có bốn LWPs thì yêu cầu thứ năm sẽ không phải chờ một trong những LWPs để trả về từ nhân. Bổ sung một LWP thứ sáu sẽ không đạt được gì nếu chỉ có đủ công việc cho năm.
Các luồng nhân được định thời bởi bộ lập thời biểu của nhân và thực thi trên một hay nhiều CPU trong hệ thống. Nếu một luồng nhân khoá (trong khi chờ một thao tác nhập/xuất hoàn thành), thì bộ xử lý rảnh để thực thi luồng nhân khác. Nếu một luồng bị khoá đang chạy trên một phần của LWP thì LWP cũng khoá. Ở trên vòng, luồng cấp người dùng hiện được gán tới LWP cũng bị khoá. Nếu một quá trình có nhiều hơn một LWP thì nhân có thể định thời một LWP khác.
Thư viện luồng tự động thay đổi số lượng LWPs trong nhóm để đảm bảo năng lực thực hiện tốt nhất cho ứng dụng. Thí dụ, nếu tất cả LWPs trong một quá trình bị khoá bởi những luồng có thể chạy thì thư viện tự tạo một LWP khác được gán tới một luồng đang chờ. Do đó, một chương trình được ngăn chặn từ một chương trình khác bởi sự nghèo nàn của những LWPs không bị khoá. LWPs là những tài nguyên nhân đắt để duy trì nếu chúng không được dùng. Thư viện luồng “ages” LWPs và xoá chúng khi chúng không được dùng cho khoảng thời gian dài, điển hình khoảng 5 phút.
Các nhà phát triển dùng những cấu trúc dữ liệu cài đặt luồng trên Solaris 2:
• Luồng cấp người dùng chứa một luồng ID; tập thanh ghi (gồm một bộ đếm chương trình và con trỏ ngăn xếp); ngăn xếp; và độ ưu tiên (được dùng bởi thư viện cho mục đích định thời). Không có cấu trúc dữ liệu nào là tài nguyên nhân; tất cả chúng tồn tại trong không gian người dùng.
• Một LWP có một tập thanh ghi cho luồng cấp nhân nó đang chạy cũng như bộ nhớ và thông tin tính toán. Một LWP là một cấu trúc dữ liệu nhân và nó nằm trong không gian nhân
• Một luồng nhân chỉ có một cấu trúc dữ liệu nhân và ngăn xếp. Cấu trúc dữ liệu gồm bản sao các thanh ghi nhân, con trỏ tới LWP mà nó được gán, độ ưu tiên và thông tin định thời.
Mỗi quá trình trong Solaris 2 gồm nhiều thông tin được mô tả trong khối điều khiển quá trình (Process Control Block-PCB ). Trong thực tế, một quá trình Solaris 2 chứa một định danh quá trình (Process ID-PID); bản đồ bộ nhớ; danh sách các tập tin đang mở, độ ưu tiên; và con trỏ của các luồng nhân vơi quá trình.
Luồng cấp nhân chuẩn thực thi tất cả thao tác trong nhân. Mỗi LWP có một luồng cấp nhân, và một số luồng cấp nhân (kernel) chạy trên một phần của nhân và không có LWP kèm theo (thí dụ, một luồng phục vụ yêu cầu đĩa ). Các luồng cấp nhân chỉ là những đối tượng được định thời trong hệ thống. Solaris 2 cài mô hình nhiều-nhiều.
Các luồng cấp người dùng có thể giới hạn hay không giới hạn. Một luồng cấp người dùng giới hạn được gán vĩnh viễn tới một LWP. Chỉ luồng đó chạy trên LWP và yêu cầu LWP có thể được tận hiến tới một bộ xử lý đơn (xem luồng trái nhất trong hình trên). Liên kết một luồng có ích trong trường hợp yêu cầu thời gian đáp ứng nhanh, như ứng dụng thời thực. Một luồng không giới hạn gán vĩnh viễn tới bất kỳ LWP nào. Tất cả các luồng không giới hạn được đa hợp trong một nhóm cac LWP sẳn dùng cho ứng dụng. Các luồng không giới hạn là mặc định. Solaris 8 cũng cung cấp một thư viện luồng thay đổi mà mặc định chúng liên kết tới tất cả các luồng với một LWP.
Xem xét hệ thống trong hoạt động: bất cứ một quá trình nào có thể có nhiều luồng người dùng. Các luồng cấp người dùng này có thể được định thời và chuyển đổi giữa LWPs bởi thư viện luồng không có sự can thiệp của nhân. Các luồng cấp người dùng cực kỳ hiệu quả vì không có sự hỗ trợ nhân được yêu cầu cho việc tạo hay huỷ, hay thư viện luồng chuyển ngữ cảnh từ luồng người dùng này sang luồng khác.
Mỗi LWP được nối kết tới chính xác một luồng cấp nhân, ngược lại mỗi luồng cấp người dùng là độc lập với nhân. Nhiều LWPs có thể ở trong một quá trình, nhưng chúng được yêu cầu chỉ khi luồng cần giao tiếp với một nhân. Thí dụ, một LWP được yêu cầu mỗi luồng có thể khoá đồng hành trong lời gọi hệ thống. Xem xét năm tập tin khác nhau-đọc các yêu cầu xảy ra cùng một lúc. Sau đó, năm LWPs được yêu cầu vì chúng đang chờ hoàn thành nhập/xuất trong nhân. Nếu một tác vụ chỉ có bốn LWPs thì yêu cầu thứ năm sẽ không phải chờ một trong những LWPs để trả về từ nhân. Bổ sung một LWP thứ sáu sẽ không đạt được gì nếu chỉ có đủ công việc cho năm.
Các luồng nhân được định thời bởi bộ lập thời biểu của nhân và thực thi trên một hay nhiều CPU trong hệ thống. Nếu một luồng nhân khoá (trong khi chờ một thao tác nhập/xuất hoàn thành), thì bộ xử lý rảnh để thực thi luồng nhân khác. Nếu một luồng bị khoá đang chạy trên một phần của LWP thì LWP cũng khoá. Ở trên vòng, luồng cấp người dùng hiện được gán tới LWP cũng bị khoá. Nếu một quá trình có nhiều hơn một LWP thì nhân có thể định thời một LWP khác.
Thư viện luồng tự động thay đổi số lượng LWPs trong nhóm để đảm bảo năng lực thực hiện tốt nhất cho ứng dụng. Thí dụ, nếu tất cả LWPs trong một quá trình bị khoá bởi những luồng có thể chạy thì thư viện tự tạo một LWP khác được gán tới một luồng đang chờ. Do đó, một chương trình được ngăn chặn từ một chương trình khác bởi sự nghèo nàn của những LWPs không bị khoá. LWPs là những tài nguyên nhân đắt để duy trì nếu chúng không được dùng. Thư viện luồng “ages” LWPs và xoá chúng khi chúng không được dùng cho khoảng thời gian dài, điển hình khoảng 5 phút.
Các nhà phát triển dùng những cấu trúc dữ liệu cài đặt luồng trên Solaris 2:
• Luồng cấp người dùng chứa một luồng ID; tập thanh ghi (gồm một bộ đếm chương trình và con trỏ ngăn xếp); ngăn xếp; và độ ưu tiên (được dùng bởi thư viện cho mục đích định thời). Không có cấu trúc dữ liệu nào là tài nguyên nhân; tất cả chúng tồn tại trong không gian người dùng.
• Một LWP có một tập thanh ghi cho luồng cấp nhân nó đang chạy cũng như bộ nhớ và thông tin tính toán. Một LWP là một cấu trúc dữ liệu nhân và nó nằm trong không gian nhân
• Một luồng nhân chỉ có một cấu trúc dữ liệu nhân và ngăn xếp. Cấu trúc dữ liệu gồm bản sao các thanh ghi nhân, con trỏ tới LWP mà nó được gán, độ ưu tiên và thông tin định thời.
Mỗi quá trình trong Solaris 2 gồm nhiều thông tin được mô tả trong khối điều khiển quá trình (Process Control Block-PCB ). Trong thực tế, một quá trình Solaris 2 chứa một định danh quá trình (Process ID-PID); bản đồ bộ nhớ; danh sách các tập tin đang mở, độ ưu tiên; và con trỏ của các luồng nhân vơi quá trình.
TranThiAnhDao89I12C- Tổng số bài gửi : 25
Join date : 17/02/2012
Ý nghĩa 1 vài hàm trong bài toán sx va tt
#include -->khai báo
#include
#include
#define BUFFER_SIZE 10
int buffer[BUFFER_SIZE];
int in=0;
int out=0;
int nextProduced=1;
void Producer(){
while (1){
// ... (nextProduced) quá trình tạo ra 1 sản phẩm
while(((in+1)%BUFFER_SIZE)==out); ---> vòng lặp quẩn tại đây cho đến khi có 1 chỗ trống trong bộ đệm hay ngăn chứa sản phẩm… khi vòng lặp while kết thúc --> có 1 chỗ trống để chèn sản phẩm vô
buffer[in]=nextProduced++; --> chèn sản phẩm vô ngăn chứa
in=(in+1)%BUFFER_SIZE; --> tìm vị trí khác để Producer chèn thêm sản phầm vào
SuspendThread(GetCurrentThread());lấy luồng hiện hành, SuspendThread hàm API dùng để tạo ngưng 1 luồng.
}
}
void Consumer(){
int nextConsumed;
while (1){
while(in==out); --> vòng lặp quẩn tại đây khi các ngăn chứa sản phầm đều trống
------vòng lặp while thoát khi có 1 ngăn chứa sản phầm---------
nextConsumed=buffer[out]; --> lấy sản phẩm ra khỏi ngăn
out=(out+1)%BUFFER_SIZE; --> tìm vị trí khác để Consumer lấy sản phẩm nếu out đang nằm ở cuối mảng thì out sẽ trở về đầu mảng
// ... (nextConsumed) ----quá trình tiêu thụ sàn phẩm-----
Sleep(GetTickCount()%5000); --> hàm API đưa luồng vào trạng thái ngủ trong khi chờ Producer sản xuất thêm sản phầm,thời gian tính bằng ms trôi qua kể từ khi hệ thống khởi động tới thời điểm hiện tại, chia lấy số dư cho 5000 sẽ ra được 1 con số từ 0-4999, cho luồng tiêu thụ này tạm dừng trong khoảng thời gian đó.
}
}
void ShowBuffer(){ // In nộii dung Buffer
const char * LeftMargin="\n\t";
int i;
printf(LeftMargin);
for(i=0; i<(in*5);i++) putchar(' '); printf("!in");
printf(LeftMargin);
for (i=0; i printf("S%2d, ",buffer[i]);
printf("S%2d",buffer[BUFFER_SIZE-1]);
printf(LeftMargin);
for(i=0; i<(out*5); i++) putchar(' ');printf("^out");
printf("\n");
}
int main(){
HANDLE ProducerHandle1, ProducerHandle2; --> biến Handle chứa mục quản NSX
HANDLE ConsumerHandle1, ConsumerHandle2; --> biến Handle chứa mục quản NTT
DWORD ProducerID1, ProducerID2; --> chứa ID NSX
DWORD ConsumerID1, ConsumerID2; --> chứa ID NTT
// tạo 2 luồng sản xuất trong trạng thái ngủ
ProducerHandle1=CreateThread(0,0,
(LPTHREAD_START_ROUTINE)Producer,0, 4, &ProducerID1); //khởi tạo NSX với các thông tin: Producer, ID, số 4 biểu thị trạng thái của Producer lúc khởi tạo là trạng thái luôn luôn ngủ
ProducerHandle2=CreateThread(0,0,
(LPTHREAD_START_ROUTINE)Producer,0, 4, &ProducerID2); // tuong tu
// tao 2 luồng tiêu thụ trong trang thái ngay
ConsumerHandle1=CreateThread(0,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)Consumer,0, 0, &ConsumerID1); //khởi tạo NTT với các thông tin: Consumer, ID, số 0 biểu thị trạng thái của Producer lúc khởi tạo: trạng thái luôn luôn thức.
ConsumerHandle2=CreateThread(0,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)Consumer,0, 0, &ConsumerID2); //tuong tu
while(1){
printf("\n- Nhấn P/p để sản xuất,0 để kết thúc:”);
switch (getch()){
case 'P':
ResumeThread(ProducerHandle1); //đánh thức Producer lúc này đang ở trạng thái ngủ
break;
case 'p':
ResumeThread(ProducerHandle2); ///đánh thức Producer lúc này đang ở trạng thái ngủ
break;
case '0': /// giải phóng Producer và Consumer khỏi bộ nhớ
CloseHandle(ProducerHandle1);
CloseHandle(ProducerHandle2);
CloseHandle(ConsumerHandle1);
CloseHandle(ConsumerHandle2);
return 0;
}
Sleep(1); --> ngủ trong khoảng 1mns
ShowBuffer(); -->kết quả sau khi sản xuất tiêu thụ, khi đang show thì không sx, không tiêu thụ
}
}
#include
#include
#define BUFFER_SIZE 10
int buffer[BUFFER_SIZE];
int in=0;
int out=0;
int nextProduced=1;
void Producer(){
while (1){
// ... (nextProduced) quá trình tạo ra 1 sản phẩm
while(((in+1)%BUFFER_SIZE)==out); ---> vòng lặp quẩn tại đây cho đến khi có 1 chỗ trống trong bộ đệm hay ngăn chứa sản phẩm… khi vòng lặp while kết thúc --> có 1 chỗ trống để chèn sản phẩm vô
buffer[in]=nextProduced++; --> chèn sản phẩm vô ngăn chứa
in=(in+1)%BUFFER_SIZE; --> tìm vị trí khác để Producer chèn thêm sản phầm vào
SuspendThread(GetCurrentThread());lấy luồng hiện hành, SuspendThread hàm API dùng để tạo ngưng 1 luồng.
}
}
void Consumer(){
int nextConsumed;
while (1){
while(in==out); --> vòng lặp quẩn tại đây khi các ngăn chứa sản phầm đều trống
------vòng lặp while thoát khi có 1 ngăn chứa sản phầm---------
nextConsumed=buffer[out]; --> lấy sản phẩm ra khỏi ngăn
out=(out+1)%BUFFER_SIZE; --> tìm vị trí khác để Consumer lấy sản phẩm nếu out đang nằm ở cuối mảng thì out sẽ trở về đầu mảng
// ... (nextConsumed) ----quá trình tiêu thụ sàn phẩm-----
Sleep(GetTickCount()%5000); --> hàm API đưa luồng vào trạng thái ngủ trong khi chờ Producer sản xuất thêm sản phầm,thời gian tính bằng ms trôi qua kể từ khi hệ thống khởi động tới thời điểm hiện tại, chia lấy số dư cho 5000 sẽ ra được 1 con số từ 0-4999, cho luồng tiêu thụ này tạm dừng trong khoảng thời gian đó.
}
}
void ShowBuffer(){ // In nộii dung Buffer
const char * LeftMargin="\n\t";
int i;
printf(LeftMargin);
for(i=0; i<(in*5);i++) putchar(' '); printf("!in");
printf(LeftMargin);
for (i=0; i
printf("S%2d",buffer[BUFFER_SIZE-1]);
printf(LeftMargin);
for(i=0; i<(out*5); i++) putchar(' ');printf("^out");
printf("\n");
}
int main(){
HANDLE ProducerHandle1, ProducerHandle2; --> biến Handle chứa mục quản NSX
HANDLE ConsumerHandle1, ConsumerHandle2; --> biến Handle chứa mục quản NTT
DWORD ProducerID1, ProducerID2; --> chứa ID NSX
DWORD ConsumerID1, ConsumerID2; --> chứa ID NTT
// tạo 2 luồng sản xuất trong trạng thái ngủ
ProducerHandle1=CreateThread(0,0,
(LPTHREAD_START_ROUTINE)Producer,0, 4, &ProducerID1); //khởi tạo NSX với các thông tin: Producer, ID, số 4 biểu thị trạng thái của Producer lúc khởi tạo là trạng thái luôn luôn ngủ
ProducerHandle2=CreateThread(0,0,
(LPTHREAD_START_ROUTINE)Producer,0, 4, &ProducerID2); // tuong tu
// tao 2 luồng tiêu thụ trong trang thái ngay
ConsumerHandle1=CreateThread(0,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)Consumer,0, 0, &ConsumerID1); //khởi tạo NTT với các thông tin: Consumer, ID, số 0 biểu thị trạng thái của Producer lúc khởi tạo: trạng thái luôn luôn thức.
ConsumerHandle2=CreateThread(0,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)Consumer,0, 0, &ConsumerID2); //tuong tu
while(1){
printf("\n- Nhấn P/p để sản xuất,0 để kết thúc:”);
switch (getch()){
case 'P':
ResumeThread(ProducerHandle1); //đánh thức Producer lúc này đang ở trạng thái ngủ
break;
case 'p':
ResumeThread(ProducerHandle2); ///đánh thức Producer lúc này đang ở trạng thái ngủ
break;
case '0': /// giải phóng Producer và Consumer khỏi bộ nhớ
CloseHandle(ProducerHandle1);
CloseHandle(ProducerHandle2);
CloseHandle(ConsumerHandle1);
CloseHandle(ConsumerHandle2);
return 0;
}
Sleep(1); --> ngủ trong khoảng 1mns
ShowBuffer(); -->kết quả sau khi sản xuất tiêu thụ, khi đang show thì không sx, không tiêu thụ
}
}
phuongnguyen- Tổng số bài gửi : 27
Join date : 17/02/2012
So sánh giữa lập trình đa luồng và đa tiến trình
a. Giống nhau :
1. Đều có thông tin trạng thái
2. Luồng còn được gọi là tiến trình nhẹ
3. Nhiều luồng or nhiều tiến trình có thể liên quan đến một chương trình
4. Chia sẻ tài nguyên cho nhau
5. Tăng tốc tính toán
6. Đảm bảo tính đơn thể
b. Khác nhau
1. Do luồng cùng vận hành trong 1 vùng địa chỉ vì vậy dể dùng chung tài nguyên hơn đa tiến trình
VD : Mượn đồ dùng trong gia đình thì dể hơn mượn của hàng xóm
2. Do luồng chung tài nguyên với cha & các luồng khác nên việc tạo lập & chuyển ngữ cảnh cũng
nhanh hơn tiến trình
VD : Việc ngăn riêng ra một phòng trong nhà thì nhanh hơn là chờ nhà nước cấp cho
một căn hộ
3. Cấp phát bộ nhớ & tài nguyên cho tiến trình thì tốn kém hơn luồng
4. Lập trình đa luồng thì dể hơn đa tiến trình
1. Đều có thông tin trạng thái
2. Luồng còn được gọi là tiến trình nhẹ
3. Nhiều luồng or nhiều tiến trình có thể liên quan đến một chương trình
4. Chia sẻ tài nguyên cho nhau
5. Tăng tốc tính toán
6. Đảm bảo tính đơn thể
b. Khác nhau
1. Do luồng cùng vận hành trong 1 vùng địa chỉ vì vậy dể dùng chung tài nguyên hơn đa tiến trình
VD : Mượn đồ dùng trong gia đình thì dể hơn mượn của hàng xóm
2. Do luồng chung tài nguyên với cha & các luồng khác nên việc tạo lập & chuyển ngữ cảnh cũng
nhanh hơn tiến trình
VD : Việc ngăn riêng ra một phòng trong nhà thì nhanh hơn là chờ nhà nước cấp cho
một căn hộ
3. Cấp phát bộ nhớ & tài nguyên cho tiến trình thì tốn kém hơn luồng
4. Lập trình đa luồng thì dể hơn đa tiến trình
TranThiAnhDao89I12C- Tổng số bài gửi : 25
Join date : 17/02/2012
VD trên lớp về đa luồng
Mỗi lớp trên tầng chúng ta học là 1 tiến trình nặng, mỗi sv trong lớp là 1 luồng phụ, thầy là luồng chính, thầy đang điều phối công việc trên lớp. Chúng ta có 2 chương trình điều khiển, 1 chương trình điều khiển công việc dạy của thầy và 1 chương trình điều khiển việc học tập của sv.
- 1 vài điểm giống nhau của tiến trình và luồng:
+ Giống nhau : luồng cũng là tiến trình là đối tượng được hệ điều hành cấp phát CPU, cũng có thông tin trạng thái như tiến trình truyền thống .
+ Khác nhau : luồng là bộ phận của tiến trình , có thể có 1 luồng chính và nhiều luồng phụ, mỗi luồng có thể chia sẽ tài nguyên với các luồng khác một cách dễ dàng.
- 1 vài điểm giống nhau của tiến trình và luồng:
+ Giống nhau : luồng cũng là tiến trình là đối tượng được hệ điều hành cấp phát CPU, cũng có thông tin trạng thái như tiến trình truyền thống .
+ Khác nhau : luồng là bộ phận của tiến trình , có thể có 1 luồng chính và nhiều luồng phụ, mỗi luồng có thể chia sẽ tài nguyên với các luồng khác một cách dễ dàng.
phamduyI12A- Tổng số bài gửi : 20
Join date : 19/02/2012
Age : 34
Đến từ : TPHCM
Ví dụ ứng dụng công nghệ đa luồng.
* Lập trình xử lý công việc bán vé máy bay.
* Gửi và rút tiền ở ngân hàng đều cần đến công nghệ đa luồng
..............
* Gửi và rút tiền ở ngân hàng đều cần đến công nghệ đa luồng
..............
tranvanthien27(I12C)- Tổng số bài gửi : 62
Join date : 15/02/2012
Age : 34
Đến từ : Tuy Hòa - Phú Yên
Mô Hình Đa Luồng
* Mô hình nhiều-một
Mô hình nhiều-một (như hình IV.2) ánh xạ nhiều luồng cấp người dùng tới
một luồng cấp nhân. Quản lý luồng được thực hiện trong không gian người dùng vì
thế nó hiệu quả nhưng toàn bộ quá trình sẽ bị khóa nếu một luồng thực hiện lời gọi hệ
thống khóa. Vì chỉ một luồng có thể truy xuất nhân tại một thời điểm nên nhiều luồng
không thể chạy song song trên nhiều bộ xử lý. Green threads-một thư viện luồng được
cài đặt trên các hệ điều hành không hỗ trợ luồng nhân dùng mô hình nhiều-một.
Mô hình một-một
Mô hình một-một (hình IV.3) ánh xạ mỗi luồng người dùng tới một luồng
nhân. Nó cung cấp khả năng đồng hành tốt hơn mô hình nhiều-một bằng cách cho một
luồng khác chạy khi một luồng thực hiện lời gọi hệ thống nghẽn; nó cũng cho phép
nhiều luồng chạy song song trên các bộ xử lý khác nhau. Chỉ có một trở ngại trong
mô hình này là tạo luồng người dùng yêu cầu tạo một luồng nhân tương ứng. Vì chi
phí cho việc tạo luồng nhân có thể đè nặng lên năng lực thực hiện của ứng dụng, các
cài đặt cho mô hình này giới hạn số luồng được hỗ trợ bởi hệ thống. Windows NT,
Windows 2000 và OS/2 cài đặt mô hình một-một này.
*Mô hình nhiều-nhiều
Mô hình nhiều-nhiều (như hình VI.4) đa hợp nhiều luồng cấp người dùng tới
số lượng nhỏ hơn hay bằng các luồng nhân. Số lượng các luồng nhân có thể được xác
định hoặc một ứng dụng cụ thể hay một máy cụ thể (một ứng dụng có thể được cấp
nhiều luồng nhân trên một bộ đa xử lý hơn trên một bộ đơn xử lý). Trong khi mô hình
nhiều-một cho phép người phát triển tạo nhiều luồng người dùng như họ muốn, thì
đồng hành thật sự là không đạt được vì nhân có thể lập thời biểu chỉ một luồng tại mộ
thời điểm. Mô hình một-một cho phép đồng hành tốt hơn nhưng người phát triển phải
cẩn thận không tạo ra quá nhiều luồng trong một ứng dụng. Mô hình nhiều-nhiều gặp
phải một trong hai vấn đề khiếm khuyết: người phát triển có thể tạo nhiều luồng
người dùng khi cần thiết và các luồng nhân tương ứng có thể chạy song song trên một
bộ đa xử lý.
Mô hình nhiều-một (như hình IV.2) ánh xạ nhiều luồng cấp người dùng tới
một luồng cấp nhân. Quản lý luồng được thực hiện trong không gian người dùng vì
thế nó hiệu quả nhưng toàn bộ quá trình sẽ bị khóa nếu một luồng thực hiện lời gọi hệ
thống khóa. Vì chỉ một luồng có thể truy xuất nhân tại một thời điểm nên nhiều luồng
không thể chạy song song trên nhiều bộ xử lý. Green threads-một thư viện luồng được
cài đặt trên các hệ điều hành không hỗ trợ luồng nhân dùng mô hình nhiều-một.
Mô hình một-một
Mô hình một-một (hình IV.3) ánh xạ mỗi luồng người dùng tới một luồng
nhân. Nó cung cấp khả năng đồng hành tốt hơn mô hình nhiều-một bằng cách cho một
luồng khác chạy khi một luồng thực hiện lời gọi hệ thống nghẽn; nó cũng cho phép
nhiều luồng chạy song song trên các bộ xử lý khác nhau. Chỉ có một trở ngại trong
mô hình này là tạo luồng người dùng yêu cầu tạo một luồng nhân tương ứng. Vì chi
phí cho việc tạo luồng nhân có thể đè nặng lên năng lực thực hiện của ứng dụng, các
cài đặt cho mô hình này giới hạn số luồng được hỗ trợ bởi hệ thống. Windows NT,
Windows 2000 và OS/2 cài đặt mô hình một-một này.
*Mô hình nhiều-nhiều
Mô hình nhiều-nhiều (như hình VI.4) đa hợp nhiều luồng cấp người dùng tới
số lượng nhỏ hơn hay bằng các luồng nhân. Số lượng các luồng nhân có thể được xác
định hoặc một ứng dụng cụ thể hay một máy cụ thể (một ứng dụng có thể được cấp
nhiều luồng nhân trên một bộ đa xử lý hơn trên một bộ đơn xử lý). Trong khi mô hình
nhiều-một cho phép người phát triển tạo nhiều luồng người dùng như họ muốn, thì
đồng hành thật sự là không đạt được vì nhân có thể lập thời biểu chỉ một luồng tại mộ
thời điểm. Mô hình một-một cho phép đồng hành tốt hơn nhưng người phát triển phải
cẩn thận không tạo ra quá nhiều luồng trong một ứng dụng. Mô hình nhiều-nhiều gặp
phải một trong hai vấn đề khiếm khuyết: người phát triển có thể tạo nhiều luồng
người dùng khi cần thiết và các luồng nhân tương ứng có thể chạy song song trên một
bộ đa xử lý.
PhamQuangHien_I12A- Tổng số bài gửi : 62
Join date : 22/02/2012
Age : 35
Đến từ : Quãng Ngãi
Cấp Phát Luồng
1 Lời gọi hệ thống fork và exec
Trong chương trước chúng ta mô tả lời gọi hệ thống fork được dùng để tạo
một quá trình bản sao riêng như thế nào. Trong một chương trình đa luồng, ngữ nghĩa
của các lời gọi hệ thống fork và exec thay đổi. Nếu một luồng trong lời gọi chương
trình fork thì quá trình mới sao chép lại quá trình tất cả luồng hay là một quá trình đơn
luồng mới? Một số hệ thống UNIX chọn hai ấn bản fork, một sao chép lại tất cả luồng
và một sao chép lại chỉ luồng được nạp lên lời gọi hệ thống fork. Lời gọi hệ thống
exec điển hình thực hiện công việc trong cùng một cách như được mô tả trong chương
trước. Nghĩa là, nếu một luồng nạp lời gọi hệ thống exec, chương trình được xác định
trong tham số exec sẽ thay thế toàn bộ quá trình-chứa tất cả luồng và các quá trình tải
nhẹ.
Việc sử dụng hai ấn bản fork phụ thuộc vào ứng dụng. Nếu exec bị hủy tức thì
sau khi phân nhánh (forking) thì sự sao chép lại tất cả luồng là không cần thiết khi
chương trình được xác định trong các tham số exec sẽ thay thế quá trình. Trong
trường hợp này, việc sao chép lại chỉ gọi luồng hợp lý. Tuy nhiên, nếu quá trình riêng
biệt này không gọi exec sau khi phân nhánh thì quá trình riêng biệt này nên sao chép
lại tất cả luồng.
2 Sự hủy bỏ luồng
Hủy một luồng là một tác vụ kết thúc một luồng trước khi nó hoàn thành.Thí
dụ, nếu nhiều luồng đang tìm kiếm đồng thời thông qua một cơ sở dữ liệu và một
luồng trả về kết quả, các luồng còn lại có thể bị hủy. Một trường hợp khác có thể xảy
ra khi người dùng nhấn một nút trên trình duyệt web để dừng trang web đang được
tải. Thường một trang web được tải trong một luồng riêng. Khi người dùng nhấn nút
stop, luồng đang nạp trang bị hủy bỏ.
Một luồng bị hủy thường được xem như luồng đích. Sự hủy bỏ một luồng đích có
thể xảy ra hai viễn cảnh khác nhau:
• Hủy bất đồng bộ: một luồng lập tức kết thúc luồng đích
• Hủy trì hoãn: luồng đích có thể kiểm tra định kỳ nếu nó sắp kết thúc, cho
phép luồng đích một cơ hội tự kết thúc trong một cách có thứ tự.
Sự khó khăn của việc hủy này xảy ra trong những trường hợp khi tài nguyên
được cấp phát tới một luồng bị hủy hay một luồng bị hủy trong khi việc cập nhật dữ
liệu xảy ra giữa chừng, nó đang chia sẻ với các luồng khác. Điều này trở nên đặc biệt
khó khăn với sự hủy bất đồng bộ. Hệ điều hành thường đòi lại tài nguyên hệ thống từ
luồng bị hủy nhưng thường nó sẽ không đòi lại tất cả tài nguyên. Do đó, việc hủy một
luồng bất đồng bộ có thể không giải phóng hết tài nguyên hệ thống cần thiết.
Một chọn lựa khác, sự hủy trì hoãn thực hiện bằng một luồng báo hiệu rằng
một luồng đích bị hủy. Tuy nhiên, sự hủy sẽ xảy ra chỉ khi luồng đích kiểm tra để xác
định nếu nó được hủy hay không. Điều này cho phép một luồng kiểm tra nếu nó sẽ bị
hủy tại điểm nó có thể an toàn bị hủy. Pthreads gọi những điểm như thế là các điểm
hủy (cancellation points).
Hầu hết hệ điều hành cho phép một quá trình hay một luồng bị hủy bất đồng
bộ. Tuy nhiên, Pthread API cung cấp sự hủy trì hoãn. Điều này có nghĩa rằng một hệ
điều hành cài đặt Pthread API sẽ cho phép sự hủy có trì hoãn.
3 Tín hiệu quản lý
Một tín hiệu (signal) được dùng trong hệ điều hành UNIX thông báo một sự
kiện xác định xảy ra. Một tín hiệu có thể được nhận hoặc đồng bộ hoặc bất đồng bộ
phụ thuộc mã và lý do cho sự kiện đang được báo hiệu. Một tín hiệu hoặc đồng bộ
hoặc bất đồng bộ đều theo sau cùng mẫu:
• Tín hiệu được phát sinh bởi sự xảy ra của một sự kiện xác định.
• Tín hiệu được phát sinh được phân phát tới một quá trình.
• Khi được phân phát xong, tín hiệu phải được quản lý.
Một thí dụ của tín hiệu đồng bộ gồm một truy xuất bộ nhớ không hợp lệ hay
chia cho 0. Trong trường hợp này, nếu một chương trình đang chạy thực hiện một
trong các hoạt động này, một tín hiệu được phát sinh. Các tín hiệu đồng bộ được phân
phát tới cùng một quá trình thực hiện thao tác gây ra tín hiệu (do đó lý do chúng được
xem đồng bộ).
Khi một tín hiệu được phát sinh bởi một sự kiện bên ngoài tới một quá trình
đang chạy, quá trình đó nhận tín hiệu bất đồng bộ. Thí dụ, tín hiệu kết thúc quá trình
với phím xác định (như) hay thời gian hết hạn. Điển hình, một tín hiệu
bất đồng bộ được gởi tới quá trình khác.
Mỗi tín hiệu có thể được quản lý bởi một trong hai bộ quản lý:
• Bộ quản lý tín hiệu mặc định
• Bộ quản lý tín hiệu được định nghĩa bởi người dùng
Mỗi tín hiệu có một bộ quản lý tín hiệu mặc định được thực thi bởi nhân khi
quản lý tín hiệu. Hoạt động mặc định có thể được ghi đè bởi một hàm quản lý tín hiệu
được định nghĩa bởi người dùng. Trong trường hợp này, hàm được định nghĩa bởi
người dùng được gọi để quản lý tín hiệu hơn là hoạt động mặc định. Cả hai tín hiệu
đồng bộ và bất đồng bộ có thể được quản lý trong các cách khác nhau. Một số tín hiệu
có thể được bỏ qua (như thay đổi kích thước của cửa sổ); các tín hiệu khác có thể
được quản lý bằng cách kết thúc chương trình (như truy xuất bộ nhớ không hợp lệ).
Quản lý tín hiệu trong những chương trình đơn luồng không phức tạp; các tín
hiệu luôn được phân phát tới một quá trình. Tuy nhiên, phân phát tín hiệu là phức tạp
hơn trong những chương trình đa luồng, như một quá trình có nhiều luồng. Một tín
hiệu nên được phân phát ở đâu?
Thông thường, các tuỳ chọn sau tồn tại:
• Phân phát tín hiệu tới luồng mà tín hiệu áp dụng
• Phân phát tín hiệu tới mỗi luồng trong quá trình.
• Phân phát tín hiệu tới các luồng cụ thể trong quá trình.
• Gán một luồng xác định để nhận tất cả tín hiệu cho quá trình.
Phương pháp cho việc phân phát tín hiệu phụ thuộc vào loại tín hiệu được phát
sinh. Thí dụ, các tín hiệu đồng bộ cần được phân phát tới luồng đã phát sinh ra tín
hiệu và không phân phát tới luồng nào khác trong quá trình. Tuy nhiên, trường hợp
với tín hiệu bất đồng bộ là không rõ ràng. Một số tín hiệu bất đồng bộ - như tín hiệu
kết thúc một quá trình (thí dụ:)- nên được gởi tới tất cả luồng. Một số ấn
bản đa luồng của UNIX cho phép một luồng xác định tín hiệu nào sẽ được chấp nhận
và tín hiệu nào sẽ bị khoá. Do đó, một vài tín hiệu bất đồng bộ có thể được phân phát
tới chỉ các luồng không khoá tín hiệu. Tuy nhiên, vì tín hiệu cần được quản lý chỉ một
lần, điển hình một tín hiệu được phân phát chỉ luồng đầu tiên được tìm thấy trong một
luồng mà không nghẽn tín hiệu. Solaris 2 cài đặt bốn tuỳ chọn; nó tạo một luồng xác
định trong mỗi quá trình cho quản lý tín hiệu. Khi một tín hiệu bất đồng bộ được gởi
tới một quá trình, nó được gởi tới luồng xác định, sau đó nó phân phát tín hiệu tới
luồng đầu tiên không khoá tín hiệu.
Mặc dù Windows 2000 không cung cấp rõ sự hỗ trợ tín hiệu, nhưng chúng có
thể được mô phỏng sử dụng lời gọi thủ tục bất đồng bộ (asynchronous produce calls-
APC). Tiện ích APC cho phép luồng người dùng xác định hàm được gọi khi luồng
người dùng nhận thông báo về một sự kiện xác định. Như được hiển thị bởi tên của
nó, một APC rất giống tín hiệu bất đồng bộ trong UNIX. Tuy nhiên, UNIX phải đấu
tranh với cách giải quyết tín hiệu trong môi trường đa luồng, phương tiện APC phức
tạp hơn như một APC được phân phát tới luồng xác định hơn quá trình.
4 Nhóm luồng
Trong phần VI.3, chúng ta mô tả kịch bản đa luồng của một trình phục vụ
web. Trong trường hợp này, bất cứ khi nào trình phục vụ nhận một yêu cầu, nó tạo
một luồng riêng để phục vụ yêu cầu đó. Ngược lại, tạo một luồng riêng thật sự cao
hơn tạo một quá trình riêng, dù sao một trình phục vụ đa luồng có thể phát sinh vấn
đề. Quan tâm đầu tiên là lượng thời gian được yêu cầu để tạo luồng trước khi phục vụ
yêu cầu, và lượng thời gian xoá luồng khi nó hoàn thành. Vấn đề thứ hai là vấn đề khó
giải quyết hơn: nếu chúng ta cho phép tất cả yêu cầu đồng hành được phục vụ trong
một luồng mới, chúng ta không thay thế giới hạn trên số lượng luồng hoạt động đồng
hành trong hệ thống. Những luồng không giới hạn có thể làm cạn kiệt tài nguyên hệ
thống, như thời gian CPU và bộ nhớ. Một giải pháp cho vấn đề này là sử dụng nhóm
luồng.
Ý tưởng chung nằm sau nhóm luồng là tạo số lượng luồng tại thời điểm khởi
động và đặt chúng vào nhóm, nơi chúng ngồi và chờ công việc. Khi một trình phục vụ
nhận một yêu cầu, chúng đánh thức một luồng từ nhóm- nếu một luồng sẳn dùng –
truyền nó yêu cầu dịch vụ. Một khi luồng hoàn thành dịch vụ của nó, nó trả về nhóm
đang chờ công việc kế. Nếu nhóm không chứa luồng sẳn dùng, trình phục vụ chờ cho
tới khi nó rảnh.
Nói cụ thể, các lợi ích của nhóm luồng là:
1) Thường phục vụ yêu cầu nhanh hơn với luồng đã có hơn là chờ để tạo luồng.
2) Một nhóm luồng bị giới hạn số lượng luồng tồn tại bất kỳ thời điểm nào. Điều
này đặc biệt quan trọng trên những hệ thống không hỗ trợ số lượng lớn các
luồng đồng hành.
Số lượng luồng trong nhóm có thể được đặt theo kinh nghiệm (heuristics) dựa trên
các yếu tố như số CPU trong hệ thống, lượng bộ nhớ vật lý và số yêu cầu khách hàng
đồng hành. Kiến trúc nhóm luồng tinh vi hơn có thể tự điều chỉnh số lượng luồng
trong nhóm dựa theo các mẫu sử dụng. Những kiến trúc như thế cung cấp lợi điểm xa
hơn của các nhóm luồng nhỏ hơn-do đó tiêu tốn ít bộ nhớ hơn-khi việc nạp trên hệ
thống là chậm.
5 Dữ liệu đặc tả luồng
Các luồng thuộc một quá trình chia sẻ dữ liệu của quá trình. Thật vậy, chia sẻ
dữ liệu này cung cấp một trong những lợi điểm của lập trình đa luồng. Tuy nhiên, mỗi
luồng có thể cần bản sao dữ liệu xác định của chính nó trong một vài trường hợp.
Chúng ta sẽ gọi dữ liệu như thế là dữ liệu đặc tả luồng. Thí dụ, trong một hệ thống xử
lý giao dịch, chúng ta có thể phục vụ mỗi giao dịch trong một luồng. Ngoài ra, mỗi
giao dịch có thể được gán một danh biểu duy nhất. Để gán mỗi luồng với định danh
duy nhất của nó chúng ta có thể dùng dữ liệu đặc tả dữ liệu. Hầu hết thư viện luồng
gồm Win32 và Pthread – cung cấp một số biểu mẫu hỗ trợ cho dữ liệu đặc tả luồng.
Java cũng cung cấp sự hỗ trợ như thế.
Trong chương trước chúng ta mô tả lời gọi hệ thống fork được dùng để tạo
một quá trình bản sao riêng như thế nào. Trong một chương trình đa luồng, ngữ nghĩa
của các lời gọi hệ thống fork và exec thay đổi. Nếu một luồng trong lời gọi chương
trình fork thì quá trình mới sao chép lại quá trình tất cả luồng hay là một quá trình đơn
luồng mới? Một số hệ thống UNIX chọn hai ấn bản fork, một sao chép lại tất cả luồng
và một sao chép lại chỉ luồng được nạp lên lời gọi hệ thống fork. Lời gọi hệ thống
exec điển hình thực hiện công việc trong cùng một cách như được mô tả trong chương
trước. Nghĩa là, nếu một luồng nạp lời gọi hệ thống exec, chương trình được xác định
trong tham số exec sẽ thay thế toàn bộ quá trình-chứa tất cả luồng và các quá trình tải
nhẹ.
Việc sử dụng hai ấn bản fork phụ thuộc vào ứng dụng. Nếu exec bị hủy tức thì
sau khi phân nhánh (forking) thì sự sao chép lại tất cả luồng là không cần thiết khi
chương trình được xác định trong các tham số exec sẽ thay thế quá trình. Trong
trường hợp này, việc sao chép lại chỉ gọi luồng hợp lý. Tuy nhiên, nếu quá trình riêng
biệt này không gọi exec sau khi phân nhánh thì quá trình riêng biệt này nên sao chép
lại tất cả luồng.
2 Sự hủy bỏ luồng
Hủy một luồng là một tác vụ kết thúc một luồng trước khi nó hoàn thành.Thí
dụ, nếu nhiều luồng đang tìm kiếm đồng thời thông qua một cơ sở dữ liệu và một
luồng trả về kết quả, các luồng còn lại có thể bị hủy. Một trường hợp khác có thể xảy
ra khi người dùng nhấn một nút trên trình duyệt web để dừng trang web đang được
tải. Thường một trang web được tải trong một luồng riêng. Khi người dùng nhấn nút
stop, luồng đang nạp trang bị hủy bỏ.
Một luồng bị hủy thường được xem như luồng đích. Sự hủy bỏ một luồng đích có
thể xảy ra hai viễn cảnh khác nhau:
• Hủy bất đồng bộ: một luồng lập tức kết thúc luồng đích
• Hủy trì hoãn: luồng đích có thể kiểm tra định kỳ nếu nó sắp kết thúc, cho
phép luồng đích một cơ hội tự kết thúc trong một cách có thứ tự.
Sự khó khăn của việc hủy này xảy ra trong những trường hợp khi tài nguyên
được cấp phát tới một luồng bị hủy hay một luồng bị hủy trong khi việc cập nhật dữ
liệu xảy ra giữa chừng, nó đang chia sẻ với các luồng khác. Điều này trở nên đặc biệt
khó khăn với sự hủy bất đồng bộ. Hệ điều hành thường đòi lại tài nguyên hệ thống từ
luồng bị hủy nhưng thường nó sẽ không đòi lại tất cả tài nguyên. Do đó, việc hủy một
luồng bất đồng bộ có thể không giải phóng hết tài nguyên hệ thống cần thiết.
Một chọn lựa khác, sự hủy trì hoãn thực hiện bằng một luồng báo hiệu rằng
một luồng đích bị hủy. Tuy nhiên, sự hủy sẽ xảy ra chỉ khi luồng đích kiểm tra để xác
định nếu nó được hủy hay không. Điều này cho phép một luồng kiểm tra nếu nó sẽ bị
hủy tại điểm nó có thể an toàn bị hủy. Pthreads gọi những điểm như thế là các điểm
hủy (cancellation points).
Hầu hết hệ điều hành cho phép một quá trình hay một luồng bị hủy bất đồng
bộ. Tuy nhiên, Pthread API cung cấp sự hủy trì hoãn. Điều này có nghĩa rằng một hệ
điều hành cài đặt Pthread API sẽ cho phép sự hủy có trì hoãn.
3 Tín hiệu quản lý
Một tín hiệu (signal) được dùng trong hệ điều hành UNIX thông báo một sự
kiện xác định xảy ra. Một tín hiệu có thể được nhận hoặc đồng bộ hoặc bất đồng bộ
phụ thuộc mã và lý do cho sự kiện đang được báo hiệu. Một tín hiệu hoặc đồng bộ
hoặc bất đồng bộ đều theo sau cùng mẫu:
• Tín hiệu được phát sinh bởi sự xảy ra của một sự kiện xác định.
• Tín hiệu được phát sinh được phân phát tới một quá trình.
• Khi được phân phát xong, tín hiệu phải được quản lý.
Một thí dụ của tín hiệu đồng bộ gồm một truy xuất bộ nhớ không hợp lệ hay
chia cho 0. Trong trường hợp này, nếu một chương trình đang chạy thực hiện một
trong các hoạt động này, một tín hiệu được phát sinh. Các tín hiệu đồng bộ được phân
phát tới cùng một quá trình thực hiện thao tác gây ra tín hiệu (do đó lý do chúng được
xem đồng bộ).
Khi một tín hiệu được phát sinh bởi một sự kiện bên ngoài tới một quá trình
đang chạy, quá trình đó nhận tín hiệu bất đồng bộ. Thí dụ, tín hiệu kết thúc quá trình
với phím xác định (như
bất đồng bộ được gởi tới quá trình khác.
Mỗi tín hiệu có thể được quản lý bởi một trong hai bộ quản lý:
• Bộ quản lý tín hiệu mặc định
• Bộ quản lý tín hiệu được định nghĩa bởi người dùng
Mỗi tín hiệu có một bộ quản lý tín hiệu mặc định được thực thi bởi nhân khi
quản lý tín hiệu. Hoạt động mặc định có thể được ghi đè bởi một hàm quản lý tín hiệu
được định nghĩa bởi người dùng. Trong trường hợp này, hàm được định nghĩa bởi
người dùng được gọi để quản lý tín hiệu hơn là hoạt động mặc định. Cả hai tín hiệu
đồng bộ và bất đồng bộ có thể được quản lý trong các cách khác nhau. Một số tín hiệu
có thể được bỏ qua (như thay đổi kích thước của cửa sổ); các tín hiệu khác có thể
được quản lý bằng cách kết thúc chương trình (như truy xuất bộ nhớ không hợp lệ).
Quản lý tín hiệu trong những chương trình đơn luồng không phức tạp; các tín
hiệu luôn được phân phát tới một quá trình. Tuy nhiên, phân phát tín hiệu là phức tạp
hơn trong những chương trình đa luồng, như một quá trình có nhiều luồng. Một tín
hiệu nên được phân phát ở đâu?
Thông thường, các tuỳ chọn sau tồn tại:
• Phân phát tín hiệu tới luồng mà tín hiệu áp dụng
• Phân phát tín hiệu tới mỗi luồng trong quá trình.
• Phân phát tín hiệu tới các luồng cụ thể trong quá trình.
• Gán một luồng xác định để nhận tất cả tín hiệu cho quá trình.
Phương pháp cho việc phân phát tín hiệu phụ thuộc vào loại tín hiệu được phát
sinh. Thí dụ, các tín hiệu đồng bộ cần được phân phát tới luồng đã phát sinh ra tín
hiệu và không phân phát tới luồng nào khác trong quá trình. Tuy nhiên, trường hợp
với tín hiệu bất đồng bộ là không rõ ràng. Một số tín hiệu bất đồng bộ - như tín hiệu
kết thúc một quá trình (thí dụ:
bản đa luồng của UNIX cho phép một luồng xác định tín hiệu nào sẽ được chấp nhận
và tín hiệu nào sẽ bị khoá. Do đó, một vài tín hiệu bất đồng bộ có thể được phân phát
tới chỉ các luồng không khoá tín hiệu. Tuy nhiên, vì tín hiệu cần được quản lý chỉ một
lần, điển hình một tín hiệu được phân phát chỉ luồng đầu tiên được tìm thấy trong một
luồng mà không nghẽn tín hiệu. Solaris 2 cài đặt bốn tuỳ chọn; nó tạo một luồng xác
định trong mỗi quá trình cho quản lý tín hiệu. Khi một tín hiệu bất đồng bộ được gởi
tới một quá trình, nó được gởi tới luồng xác định, sau đó nó phân phát tín hiệu tới
luồng đầu tiên không khoá tín hiệu.
Mặc dù Windows 2000 không cung cấp rõ sự hỗ trợ tín hiệu, nhưng chúng có
thể được mô phỏng sử dụng lời gọi thủ tục bất đồng bộ (asynchronous produce calls-
APC). Tiện ích APC cho phép luồng người dùng xác định hàm được gọi khi luồng
người dùng nhận thông báo về một sự kiện xác định. Như được hiển thị bởi tên của
nó, một APC rất giống tín hiệu bất đồng bộ trong UNIX. Tuy nhiên, UNIX phải đấu
tranh với cách giải quyết tín hiệu trong môi trường đa luồng, phương tiện APC phức
tạp hơn như một APC được phân phát tới luồng xác định hơn quá trình.
4 Nhóm luồng
Trong phần VI.3, chúng ta mô tả kịch bản đa luồng của một trình phục vụ
web. Trong trường hợp này, bất cứ khi nào trình phục vụ nhận một yêu cầu, nó tạo
một luồng riêng để phục vụ yêu cầu đó. Ngược lại, tạo một luồng riêng thật sự cao
hơn tạo một quá trình riêng, dù sao một trình phục vụ đa luồng có thể phát sinh vấn
đề. Quan tâm đầu tiên là lượng thời gian được yêu cầu để tạo luồng trước khi phục vụ
yêu cầu, và lượng thời gian xoá luồng khi nó hoàn thành. Vấn đề thứ hai là vấn đề khó
giải quyết hơn: nếu chúng ta cho phép tất cả yêu cầu đồng hành được phục vụ trong
một luồng mới, chúng ta không thay thế giới hạn trên số lượng luồng hoạt động đồng
hành trong hệ thống. Những luồng không giới hạn có thể làm cạn kiệt tài nguyên hệ
thống, như thời gian CPU và bộ nhớ. Một giải pháp cho vấn đề này là sử dụng nhóm
luồng.
Ý tưởng chung nằm sau nhóm luồng là tạo số lượng luồng tại thời điểm khởi
động và đặt chúng vào nhóm, nơi chúng ngồi và chờ công việc. Khi một trình phục vụ
nhận một yêu cầu, chúng đánh thức một luồng từ nhóm- nếu một luồng sẳn dùng –
truyền nó yêu cầu dịch vụ. Một khi luồng hoàn thành dịch vụ của nó, nó trả về nhóm
đang chờ công việc kế. Nếu nhóm không chứa luồng sẳn dùng, trình phục vụ chờ cho
tới khi nó rảnh.
Nói cụ thể, các lợi ích của nhóm luồng là:
1) Thường phục vụ yêu cầu nhanh hơn với luồng đã có hơn là chờ để tạo luồng.
2) Một nhóm luồng bị giới hạn số lượng luồng tồn tại bất kỳ thời điểm nào. Điều
này đặc biệt quan trọng trên những hệ thống không hỗ trợ số lượng lớn các
luồng đồng hành.
Số lượng luồng trong nhóm có thể được đặt theo kinh nghiệm (heuristics) dựa trên
các yếu tố như số CPU trong hệ thống, lượng bộ nhớ vật lý và số yêu cầu khách hàng
đồng hành. Kiến trúc nhóm luồng tinh vi hơn có thể tự điều chỉnh số lượng luồng
trong nhóm dựa theo các mẫu sử dụng. Những kiến trúc như thế cung cấp lợi điểm xa
hơn của các nhóm luồng nhỏ hơn-do đó tiêu tốn ít bộ nhớ hơn-khi việc nạp trên hệ
thống là chậm.
5 Dữ liệu đặc tả luồng
Các luồng thuộc một quá trình chia sẻ dữ liệu của quá trình. Thật vậy, chia sẻ
dữ liệu này cung cấp một trong những lợi điểm của lập trình đa luồng. Tuy nhiên, mỗi
luồng có thể cần bản sao dữ liệu xác định của chính nó trong một vài trường hợp.
Chúng ta sẽ gọi dữ liệu như thế là dữ liệu đặc tả luồng. Thí dụ, trong một hệ thống xử
lý giao dịch, chúng ta có thể phục vụ mỗi giao dịch trong một luồng. Ngoài ra, mỗi
giao dịch có thể được gán một danh biểu duy nhất. Để gán mỗi luồng với định danh
duy nhất của nó chúng ta có thể dùng dữ liệu đặc tả dữ liệu. Hầu hết thư viện luồng
gồm Win32 và Pthread – cung cấp một số biểu mẫu hỗ trợ cho dữ liệu đặc tả luồng.
Java cũng cung cấp sự hỗ trợ như thế.
PhamQuangHien_I12A- Tổng số bài gửi : 62
Join date : 22/02/2012
Age : 35
Đến từ : Quãng Ngãi
Thiệt hại về RAM,hay thiệt hại về CPU,chọn cái nào?
Thiệt hại về RAM vẫn còn tốt hơn rất nhiều so với thiệt hại về CPU.
Mình lấy ví dụ minh họa vui như thế này:
Một người đang chơi cùng lúc nhiều game trên máy tính,thì người chơi là CPU,còn những trò game là những thanh RAM.Khi mà những game đòi hỏi người chơi thực hiện nhiều thao tác,thì người chơi sẽ mệt và kiệt sức.Game bị "hư"thì có thể tải lại game mới,cài game khác,chứ người mà bị "hư"thì phải tốn công đi điều trị,thuốc men đủ thứ.
Mình lấy ví dụ minh họa vui như thế này:
Một người đang chơi cùng lúc nhiều game trên máy tính,thì người chơi là CPU,còn những trò game là những thanh RAM.Khi mà những game đòi hỏi người chơi thực hiện nhiều thao tác,thì người chơi sẽ mệt và kiệt sức.Game bị "hư"thì có thể tải lại game mới,cài game khác,chứ người mà bị "hư"thì phải tốn công đi điều trị,thuốc men đủ thứ.
TranTrungHienI12C- Tổng số bài gửi : 19
Join date : 16/02/2012
Re: Thảo luận Bài 5
nguyenthimao_I12A đã viết:BuiDaiNghia-102C đã viết:a) Khái niệm luồng ( thread )
+ Luồng còn gọi là tiến trình nhẹ ( LWP – Light Weight Process), một đơn vị cơ bản sử dụng CPU. Luồng cũng có thông tin trạng thái của tiến trình truyền thống ( HWP – Heavy Weight Process ).
+ Một luồng là một dòng xử lý cơ bản trong hệ thống. Mỗi luồng xử lý tuần tự đoạn code của nó, sở hữu một con trỏ lệnh, tập các thanh ghi và một vùng nhớ stack riêng-> luồng bao gồm: mã luồng ( thread ID ) + bộ đếm chương trình ( program counter ) + tập thanh ghi ( register set ) + stack.
b) Khái niệm tiến trình ( process)
+ Việc thực hiện các công việc được mô tả thông qua chương trình-> chương trình hoạt động thì chuyển thành tiến trình-> một tiến trình gồm:mã nguồn chương trình (code ) + data + bộ đếm chương trình ( program counter ) + ngăn xếp ( stack ) + giá trị ở các thanh ghi ( register values )-> một tiến trình cần: cung cấp đầy đủ tài nguyên cần thiết + CPU tiếp nhận và thực hiện.
+ Tiến trình có thể có một luồng chính với nhiều luồng phụ.
c) Phân biệt luồng và tiến trình
+ Luồng được coi là mức thấp hơn của tiến trình, mỗi tiến trình có thể có nhiều luồng.
+ Hoạt động của các luồng giống như tiến trình nhưng các luồng cùng chia sẻ không gian địa chỉ chung, còn các tiến trình thì hoàn toàn độc lập.
d) Trình bày những ích lợi của công nghệ đa luồng.
+ Đáp ứng nhanh ( responsiveness ): cho phép luồng chính tiếp tục được thực hiện thậm chí khi một luồng bị ách hoặc quá bận.
+ Chia sẻ tài nguyên ( resource sharing ): các luồng có thể dùng chung bộ nhớ và tài nguyên của luồng cha, cho phép 1 ứng dụng có 1 số luồng khác nhau hoạt động trong cùng 1 không gian địa chỉ.
+ Tiết kiệm ( Economy ): cấp phát bộ nhớ và tài nguyên cho tiến trình là công việc tốn kém. Do luồng chung tài nguyên với cha và các luồng khác nên việc tạo lập và chuyển ngữ cảnh cũng nhanh hơn.
+ Tận dụng được thế mạnh của kiến trúc đa xử lý ( multiprocessor ): làm tăng tính song song trên hệ máy nhiều CPU ( processor ).
+ Lập trình đa luồng dễ hơn lập trình đa tiến trình, tạo mới 1 tiến trình vừa lâu vừa khó, tạo mới 1 luồng thì nhanh và dễ hơn.
Mình xin bổ xung thêm:
Phân biệt khái niệm luồng với tiến trình
- Luồng: là tiến trình nhẹ (LWP - Light Weight Process), một đơn vị cơ bản sử dụng CPU. Luồng cũng có thông tin trạng thái như của tiến trình hệ thống (HWP - Heavy Weight Process) Ví dụ: Lớp học là một tiến trình. Trong lớp sẽ có một giáo viên(đơn luồng) và các học viên (đa luồng)
- Tiến trình: là chương trình trong thời gian thực hiện (đặt dưới sự quản lý của hệ điều hành). Có sự phân biệt Tiến trình hệ thống (của Hệ điều hành) với Tiến trình người dùng. Ví dụ: Lớp HCTH102C đang học là một tiến trình
Những ích lợi của công nghệ đa luồng
- Khả năng đáp ứng (Responsiveness) tốt hơn: Trong khi một luồng bị ách hoặc quá bận, luồng khác vẫn vận hành bình thường (Luồng chính của trình duyệt vẫn tương tác với người dùng trong khi dữ liệu được lấy về).
Ví dụ: Các cô ở tổng đài 108 là các luồng. Khi khách hàng điện thoại hỏi 108, thì một trong các cô (cô thứ 1) sẽ trả lời. Nếu trong thời điểm đó khách hàng thứ hai gọi 108, thì một trong các cô (cô thứ 2) còn lại sẽ trả lời cho khách hàng.
- Chia sẻ tài nguyên (Resource Sharing): Theo mặc định, các luồng có thể dùng chung bộ nhớ và tài nguyên của luồng cha. Vài luồng cùng vận hành trong 1 vùng địa chỉ, do đó dễ dùng chung tài nguyên hơn so với trường hợp đa tiến trình.
Ví dụ: Trong nhà ta có kệ sách, tivi, xe gắn máy, ... mọi người trong nhà có thể dùng chung sách, tivi, xe máy.
- Tiết kiệm (Economy): Cấp phát bộ nhớ và tài nguyên cho tiến trình là công việc tốn kém. Do luồng chung tài nguyên với cha và các luồng khác, việc tạo lập và chuyển ngữ cảnh cũng nhanh hơn (Solaris 2: Tạo tiến trình chậm hơn 30 lần, Chuyển ngữ cảnh chậm hơn 5 lần). Ví dụ: Các bạn trong lớp là các luồng đang dùng chung một cái bảng, ai cần ghi thi ghi, ai cần thì chụp hình về xem
- Tận dụng được thế mạnh của kiến trúc đa xử lý: Đa luồng làm tăng tính song song trên hệ máy nhiều CPU. Mỗi luồng có thể chạy bởi CPU riêng.
Được sửa bởi ngophicamI12A ngày 29/3/2012, 14:46; sửa lần 1.
ngophicamI12A- Tổng số bài gửi : 24
Join date : 23/02/2012
Age : 34
Đến từ : BRVT
Mô hình đa luồng
Mô hình đa luồng
Nhiều hệ thống cung cấp sự hỗ trợ cả hai luồng nhân và luồng người dùng nên
tạo ra nhiều mô hình đa luồng khác nhau. Chúng ta sẽ xem xét ba loại cài đặt luồng
thông thường
Mô hình nhiều-một
Mô hình nhiều-một (như hình IV.2) ánh xạ nhiều luồng cấp người dùng tới
một luồng cấp nhân. Quản lý luồng được thực hiện trong không gian người dùng vì
thế nó hiệu quả nhưng toàn bộ quá trình sẽ bị khóa nếu một luồng thực hiện lời gọi hệ
thống khóa. Vì chỉ một luồng có thể truy xuất nhân tại một thời điểm nên nhiều luồng
không thể chạy song song trên nhiều bộ xử lý. Green threads-một thư viện luồng được
cài đặt trên các hệ điều hành không hỗ trợ luồng nhân dùng mô hình nhiều-một.
Mô hình một-một
Mô hình một-một (hình IV.3) ánh xạ mỗi luồng người dùng tới một luồng
nhân. Nó cung cấp khả năng đồng hành tốt hơn mô hình nhiều-một bằng cách cho một
luồng khác chạy khi một luồng thực hiện lời gọi hệ thống nghẽn; nó cũng cho phép
nhiều luồng chạy song song trên các bộ xử lý khác nhau. Chỉ có một trở ngại trong
mô hình này là tạo luồng người dùng yêu cầu tạo một luồng nhân tương ứng. Vì chi
phí cho việc tạo luồng nhân có thể đè nặng lên năng lực thực hiện của ứng dụng, các
cài đặt cho mô hình này giới hạn số luồng được hỗ trợ bởi hệ thống. Windows NT,
Windows 2000 và OS/2 cài đặt mô hình một-một này.
Mô hình nhiều-nhiều
Mô hình nhiều-nhiều (như hình VI.4) đa hợp nhiều luồng cấp người dùng tới
số lượng nhỏ hơn hay bằng các luồng nhân. Số lượng các luồng nhân có thể được xác
định hoặc một ứng dụng cụ thể hay một máy cụ thể (một ứng dụng có thể được cấp
nhiều luồng nhân trên một bộ đa xử lý hơn trên một bộ đơn xử lý). Trong khi mô hình
nhiều-một cho phép người phát triển tạo nhiều luồng người dùng như họ muốn, thì
đồng hành thật sự là không đạt được vì nhân có thể lập thời biểu chỉ một luồng tại mộ
thời điểm. Mô hình một-một cho phép đồng hành tốt hơn nhưng người phát triển phải
cẩn thận không tạo ra quá nhiều luồng trong một ứng dụng. Mô hình nhiều-nhiều gặp
phải một trong hai vấn đề khiếm khuyết: người phát triển có thể tạo nhiều luồng
người dùng khi cần thiết và các luồng nhân tương ứng có thể chạy song song trên một
bộ đa xử lý. Khi một luồng thực hiện một lời gọi hệ thống khóa, nhân có thể lập thời
biểu một luồng khác thực thi. Solaris 2, IRIX, HP-UX, và Tru64 UNIX hỗ trợ mô
hình này.
Nhiều hệ thống cung cấp sự hỗ trợ cả hai luồng nhân và luồng người dùng nên
tạo ra nhiều mô hình đa luồng khác nhau. Chúng ta sẽ xem xét ba loại cài đặt luồng
thông thường
Mô hình nhiều-một
Mô hình nhiều-một (như hình IV.2) ánh xạ nhiều luồng cấp người dùng tới
một luồng cấp nhân. Quản lý luồng được thực hiện trong không gian người dùng vì
thế nó hiệu quả nhưng toàn bộ quá trình sẽ bị khóa nếu một luồng thực hiện lời gọi hệ
thống khóa. Vì chỉ một luồng có thể truy xuất nhân tại một thời điểm nên nhiều luồng
không thể chạy song song trên nhiều bộ xử lý. Green threads-một thư viện luồng được
cài đặt trên các hệ điều hành không hỗ trợ luồng nhân dùng mô hình nhiều-một.
Mô hình một-một
Mô hình một-một (hình IV.3) ánh xạ mỗi luồng người dùng tới một luồng
nhân. Nó cung cấp khả năng đồng hành tốt hơn mô hình nhiều-một bằng cách cho một
luồng khác chạy khi một luồng thực hiện lời gọi hệ thống nghẽn; nó cũng cho phép
nhiều luồng chạy song song trên các bộ xử lý khác nhau. Chỉ có một trở ngại trong
mô hình này là tạo luồng người dùng yêu cầu tạo một luồng nhân tương ứng. Vì chi
phí cho việc tạo luồng nhân có thể đè nặng lên năng lực thực hiện của ứng dụng, các
cài đặt cho mô hình này giới hạn số luồng được hỗ trợ bởi hệ thống. Windows NT,
Windows 2000 và OS/2 cài đặt mô hình một-một này.
Mô hình nhiều-nhiều
Mô hình nhiều-nhiều (như hình VI.4) đa hợp nhiều luồng cấp người dùng tới
số lượng nhỏ hơn hay bằng các luồng nhân. Số lượng các luồng nhân có thể được xác
định hoặc một ứng dụng cụ thể hay một máy cụ thể (một ứng dụng có thể được cấp
nhiều luồng nhân trên một bộ đa xử lý hơn trên một bộ đơn xử lý). Trong khi mô hình
nhiều-một cho phép người phát triển tạo nhiều luồng người dùng như họ muốn, thì
đồng hành thật sự là không đạt được vì nhân có thể lập thời biểu chỉ một luồng tại mộ
thời điểm. Mô hình một-một cho phép đồng hành tốt hơn nhưng người phát triển phải
cẩn thận không tạo ra quá nhiều luồng trong một ứng dụng. Mô hình nhiều-nhiều gặp
phải một trong hai vấn đề khiếm khuyết: người phát triển có thể tạo nhiều luồng
người dùng khi cần thiết và các luồng nhân tương ứng có thể chạy song song trên một
bộ đa xử lý. Khi một luồng thực hiện một lời gọi hệ thống khóa, nhân có thể lập thời
biểu một luồng khác thực thi. Solaris 2, IRIX, HP-UX, và Tru64 UNIX hỗ trợ mô
hình này.
NguyenHaThanh97 (I11C)- Tổng số bài gửi : 22
Join date : 25/08/2011
Những lợi ích của công nghệ đa luồng
Những lợi ích của công nghệ đa luồng
Khả năng đáp ứng (Responsiveness) tốt hơn: Trong khi một luồng bị ách hoặc quá bận, luồng khác vẫn vận hành bình thường (Luồng chính của trình duyệt vẫn tương tác với người dùng trong khi dữ liệu được lấy về).
Ví dụ: Các cô ở tổng đài 108 là các luồng. Khi khách hàng điện thoại hỏi 108. Nếu chỉ có 1 cô phải trực 10 máy điện thoại thì khi chỉ có 1 cuộc điện thoại gọi đến thì cô sẽ trả lời tốt nhưng khi có khoảng 3 cuộc điện thoại trở lên thì cô không thể trả lời được kịp hết.
Nếu có nhiều cô cùng trực điện thoại thì lúc đó sẽ tốt hơn, đáp ứng được nhu cầu của khách hàng khi họ gọi đến .
Nếu trong thời điểm đó khách hàng thứ hai gọi 108, thì một trong các cô (cô thứ 2) còn lại sẽ trả lời cho khách hàng.
Chia sẻ tài nguyên (Resource Sharing): Theo mặc định, các luồng có thể dùng chung bộ nhớ và tài nguyên của luồng cha. Vài luồng cùng vận hành trong 1 vùng địa chỉ, do đó dễ dùng chung tài nguyên hơn so với trường hợp đa tiến trình.
Ví dụ: Trong nhà ta có kệ sách, tivi, xe gắn máy, ... mọi người trong nhà có thể dùng chung sách, tivi, xe máy.
Tiết kiệm (Economy): Cấp phát bộ nhớ và tài nguyên cho tiến trình là công việc tốn kém. Do luồng chung tài nguyên với cha và các luồng khác, việc tạo lập và chuyển ngữ cảnh cũng nhanh hơn (Solaris 2: Tạo tiến trình chậm hơn 30 lần, Chuyển ngữ cảnh chậm hơn 5 lần).
Ví dụ: Các bạn trong lớp là các luồng đang dùng chung một cái bảng, ai cần ghi thi ghi, ai cần thì chụp hình về xem
Tận dụng được thế mạnh của kiến trúc đa xử lý: Đa luồng làm tăng tính song song trên hệ máy nhiều CPU. Mỗi luồng có thể chạy bởi CPU riêng.
Khả năng đáp ứng (Responsiveness) tốt hơn: Trong khi một luồng bị ách hoặc quá bận, luồng khác vẫn vận hành bình thường (Luồng chính của trình duyệt vẫn tương tác với người dùng trong khi dữ liệu được lấy về).
Ví dụ: Các cô ở tổng đài 108 là các luồng. Khi khách hàng điện thoại hỏi 108. Nếu chỉ có 1 cô phải trực 10 máy điện thoại thì khi chỉ có 1 cuộc điện thoại gọi đến thì cô sẽ trả lời tốt nhưng khi có khoảng 3 cuộc điện thoại trở lên thì cô không thể trả lời được kịp hết.
Nếu có nhiều cô cùng trực điện thoại thì lúc đó sẽ tốt hơn, đáp ứng được nhu cầu của khách hàng khi họ gọi đến .
Nếu trong thời điểm đó khách hàng thứ hai gọi 108, thì một trong các cô (cô thứ 2) còn lại sẽ trả lời cho khách hàng.
Chia sẻ tài nguyên (Resource Sharing): Theo mặc định, các luồng có thể dùng chung bộ nhớ và tài nguyên của luồng cha. Vài luồng cùng vận hành trong 1 vùng địa chỉ, do đó dễ dùng chung tài nguyên hơn so với trường hợp đa tiến trình.
Ví dụ: Trong nhà ta có kệ sách, tivi, xe gắn máy, ... mọi người trong nhà có thể dùng chung sách, tivi, xe máy.
Tiết kiệm (Economy): Cấp phát bộ nhớ và tài nguyên cho tiến trình là công việc tốn kém. Do luồng chung tài nguyên với cha và các luồng khác, việc tạo lập và chuyển ngữ cảnh cũng nhanh hơn (Solaris 2: Tạo tiến trình chậm hơn 30 lần, Chuyển ngữ cảnh chậm hơn 5 lần).
Ví dụ: Các bạn trong lớp là các luồng đang dùng chung một cái bảng, ai cần ghi thi ghi, ai cần thì chụp hình về xem
Tận dụng được thế mạnh của kiến trúc đa xử lý: Đa luồng làm tăng tính song song trên hệ máy nhiều CPU. Mỗi luồng có thể chạy bởi CPU riêng.
NguyenHaThanh97 (I11C)- Tổng số bài gửi : 22
Join date : 25/08/2011
Giới thiệu một số loại luồng
.Luồng Windows 2000
Windows 2000 cài đặt Win32 API. Win32 API là một API chủ yếu cho họ hệ điều hành Windows (Windows 95/98/NT và Windows 2000). Thực vậy, những gì được đề cập trong phần phần này áp dụng tới họ hệ điều hành nàyỨng dụng Windows chạy như một tiến trình riêng rẻ nơi mỗi tiến trình có thể chứa một hay nhiều luồng. Windows 2000 dùng ánh xạ một-một nơi mà mỗi luồng cấp người dùng ánh xạ tới luồng nhân được liên kết tới.Tuy nhiên, Windows cũng cung cấp sự hỗ trợ cho một thư viện có cấu trúc (fiber library) cung cấp chức năng của mô hình nhiều-nhiều. Mỗi luồng thuộc về một tiến trình có thể truy xuất một không gian địa chỉ ảo của tiến trình.Những thành phần thông thường của một luồng gồm:ID của luồng định danh duy nhất luồng Tập thanh ghi biểu diễn trạng thái của bộ xử lý Ngăn xếp người dùng khi luồng đang chạy ở chế độ người dùng. Tương tự, mỗi luồng cũng có một ngăn xếp nhân được dùng khi luồng đang chạy trong chế độ nhân Một vùng lưu trữ riêng được dùng bởi nhiều thư viện thời gian thực và thự viện liên kết động (DLLs).Tập thanh ghi, ngăn xếp và vùng lưu trữ riêng được xem như ngữ cảnh của luồng và được đặc tả kiến trúc tới phần cứng mà hệ điều hành chạy trên đó. Cấu trúc dữ liệu chủ yếu của luồng gồm:RTHREAD (executive thread block-khối luồng thực thi). KTHREAD (kernel thread-khối luồng nhân) TEB (thread environment block-khối môi trường luồng)Các thành phần chủ yếu của RTHREAD gồm một con trỏ chỉ tới tiến trình nào luồng thuộc về và địa chỉ của thủ tục mà luồng bắt đầu điều khiển trong đó. ETHREAD cũng chứa một con trỏ chỉ tới KTHREAD tương ứng.KTHREAD gồm thông tin định thời và đồng bộ hóa cho luồng. Ngoài ra, KTHREAD chứa ngăn xếp nhân (được dùng khi luồng đang chạy trong chế độ nhân) và con trỏ chỉ tới TEB.ETHREAD và KTHREAD tồn tại hoàn toàn ở không gian nhân; điều này có nghĩa chỉ nhân có thể truy xuất chúng. TEB là cấu trúc dữ liệu trong không gian người dùng được truy xuất khi luồng đang chạy ở chế độ người dùng. Giữa những trường khác nhau, TEB chứa ngăn xếp người dùng và một mảng cho dữ liệu đặc tả luồng (mà Windows gọi là lưu trữ cục bộ luồng)
Luồng Linux
Nhân Linux được giới thiệu trong ấn bản 2.2. Linux cung cấp một lời gọi hệ thống fork với chức năng truyền thống là tạo bản sao một tiến trình . Linux cũng cung cấp lời gọi hệ thống clone mà nó tương tự như tạo một luồng. clone có hành vi rất giống như fork, ngoại trừ thay vì tạo một bản sao của tiến trình gọi, nó tạo một tiến trình riêng chia sẻ không gian địa chỉ của tiến trình gọi. Nó chấm dứt việc chia sẻ không gian địa chỉ của tiến trình cha mà một tác vụ được nhân bản đối xử giống rất nhiều một luồng riêng rẻ.Chia sẻ không gian địa chỉ được cho phép vì việc biểu diễn của một tiến trình trong nhân Linux. Một cấu trúc dữ liệu nhân duy nhất tồn tại cho mỗi tiến trình trong hệ thống. Một cấu trúc dữ liệu nhân duy nhất tồn tại cho mỗi tiến trình trong hệ thống. Tuy nhiên, tốt hơn lưu trữ dữ liệu cho mỗi tiến trình trong cấu trúc dữ liệu là nó chứa các con trỏ chỉ tới các cấu trúc dữ liệu khác nơi dữ liệu này được được lưu. Ví dụ, cấu trúc dữ liệu trên tiến trình chứa các con trỏ chỉ tới các cấu trúc dữ liệu khác hiện diện danh sách tập tin đang mở, thông tin quản lý tín hiệu, và bộ nhớ ảo. Khi fork được gọi, một tiến trình mới được tạo cùng với một bản sao của tất cả cấu trúc dữ liệu của tiến trình cha được liên kết tới. Khi lời gọi hệ thống clone được thực hiện, một tiến trình mới chỉ tới cấu trúc dữ liệu của tiến trình cha, do đó cho phép tiến trình con chia sẻ bộ nhớ và tài nguyên của tiến trình cha. Một tập hợp cờ được truyền như một tham số tới lời gọi hệ thống clone. Tập hợp cờ này được dùng để hiển thị bao nhiêu tiến trình cha được chia sẻ với tiến trình con. Nếu không có cờ nào được đặt, không có chia sẻ xảy ra và clone hoạt động giống như fork. Nếu tất cả năm cờ được đặt, tiến trình con chia sẻ mọi thứ với tiến trình cha. Sự kết hợp khác của cờ cho phép các cấp độ chia sẻ khác nhau giữa hai mức độ cao nhất này. Điều thú vị là Linux không phân biệt giữa tiến trình và luồng. Thật vậy, Linux thường sử dụng thuật ngữ tác vụ-hơn là tiến trình hay luồng-khi tham chiếu tới dòng điều khiển trong chương trình. Ngoài tiến trình được nhân bản, Linux không hỗ trợ đa luồng, cấu trúc dữ liệu riêng hay thủ tục nhân. Tuy nhiên, những cài đặt Pthreads là sẳn dùng cho đa luồng cấp người dùng.
Luồng Java
Java là một trong số nhỏ ngôn ngữ cung cấp sự hỗ trợ tại cấp ngôn ngữ cho việc tạo và quản lý luồng. Tuy nhiên, vì các luồng được quản lý bởi máy ảo Java, không bởi một thư viện cấp người dùng hay nhân, rất khó để phân cấp luồng Java như cấp độ người dùng hay cấp độ nhân. Trong phần này chúng ta trình bày các luồng Java như một thay đổi đối với mô hình người dùng nghiêm ngặt hay mô hình cấp nhân.Tất cả chương trình tạo ít nhất một luồng điều khiển đơn. Thậm chí một chương trình Java chứa chỉ một phương thức main chạy như một luồng đơn trong máy ảo Java. Ngoài ra, Java cung cấp các lệnh cho phép người phát triển tạo và thao tác các luồng điều khiển bổ sung trong chương trình.
Windows 2000 cài đặt Win32 API. Win32 API là một API chủ yếu cho họ hệ điều hành Windows (Windows 95/98/NT và Windows 2000). Thực vậy, những gì được đề cập trong phần phần này áp dụng tới họ hệ điều hành nàyỨng dụng Windows chạy như một tiến trình riêng rẻ nơi mỗi tiến trình có thể chứa một hay nhiều luồng. Windows 2000 dùng ánh xạ một-một nơi mà mỗi luồng cấp người dùng ánh xạ tới luồng nhân được liên kết tới.Tuy nhiên, Windows cũng cung cấp sự hỗ trợ cho một thư viện có cấu trúc (fiber library) cung cấp chức năng của mô hình nhiều-nhiều. Mỗi luồng thuộc về một tiến trình có thể truy xuất một không gian địa chỉ ảo của tiến trình.Những thành phần thông thường của một luồng gồm:ID của luồng định danh duy nhất luồng Tập thanh ghi biểu diễn trạng thái của bộ xử lý Ngăn xếp người dùng khi luồng đang chạy ở chế độ người dùng. Tương tự, mỗi luồng cũng có một ngăn xếp nhân được dùng khi luồng đang chạy trong chế độ nhân Một vùng lưu trữ riêng được dùng bởi nhiều thư viện thời gian thực và thự viện liên kết động (DLLs).Tập thanh ghi, ngăn xếp và vùng lưu trữ riêng được xem như ngữ cảnh của luồng và được đặc tả kiến trúc tới phần cứng mà hệ điều hành chạy trên đó. Cấu trúc dữ liệu chủ yếu của luồng gồm:RTHREAD (executive thread block-khối luồng thực thi). KTHREAD (kernel thread-khối luồng nhân) TEB (thread environment block-khối môi trường luồng)Các thành phần chủ yếu của RTHREAD gồm một con trỏ chỉ tới tiến trình nào luồng thuộc về và địa chỉ của thủ tục mà luồng bắt đầu điều khiển trong đó. ETHREAD cũng chứa một con trỏ chỉ tới KTHREAD tương ứng.KTHREAD gồm thông tin định thời và đồng bộ hóa cho luồng. Ngoài ra, KTHREAD chứa ngăn xếp nhân (được dùng khi luồng đang chạy trong chế độ nhân) và con trỏ chỉ tới TEB.ETHREAD và KTHREAD tồn tại hoàn toàn ở không gian nhân; điều này có nghĩa chỉ nhân có thể truy xuất chúng. TEB là cấu trúc dữ liệu trong không gian người dùng được truy xuất khi luồng đang chạy ở chế độ người dùng. Giữa những trường khác nhau, TEB chứa ngăn xếp người dùng và một mảng cho dữ liệu đặc tả luồng (mà Windows gọi là lưu trữ cục bộ luồng)
Luồng Linux
Nhân Linux được giới thiệu trong ấn bản 2.2. Linux cung cấp một lời gọi hệ thống fork với chức năng truyền thống là tạo bản sao một tiến trình . Linux cũng cung cấp lời gọi hệ thống clone mà nó tương tự như tạo một luồng. clone có hành vi rất giống như fork, ngoại trừ thay vì tạo một bản sao của tiến trình gọi, nó tạo một tiến trình riêng chia sẻ không gian địa chỉ của tiến trình gọi. Nó chấm dứt việc chia sẻ không gian địa chỉ của tiến trình cha mà một tác vụ được nhân bản đối xử giống rất nhiều một luồng riêng rẻ.Chia sẻ không gian địa chỉ được cho phép vì việc biểu diễn của một tiến trình trong nhân Linux. Một cấu trúc dữ liệu nhân duy nhất tồn tại cho mỗi tiến trình trong hệ thống. Một cấu trúc dữ liệu nhân duy nhất tồn tại cho mỗi tiến trình trong hệ thống. Tuy nhiên, tốt hơn lưu trữ dữ liệu cho mỗi tiến trình trong cấu trúc dữ liệu là nó chứa các con trỏ chỉ tới các cấu trúc dữ liệu khác nơi dữ liệu này được được lưu. Ví dụ, cấu trúc dữ liệu trên tiến trình chứa các con trỏ chỉ tới các cấu trúc dữ liệu khác hiện diện danh sách tập tin đang mở, thông tin quản lý tín hiệu, và bộ nhớ ảo. Khi fork được gọi, một tiến trình mới được tạo cùng với một bản sao của tất cả cấu trúc dữ liệu của tiến trình cha được liên kết tới. Khi lời gọi hệ thống clone được thực hiện, một tiến trình mới chỉ tới cấu trúc dữ liệu của tiến trình cha, do đó cho phép tiến trình con chia sẻ bộ nhớ và tài nguyên của tiến trình cha. Một tập hợp cờ được truyền như một tham số tới lời gọi hệ thống clone. Tập hợp cờ này được dùng để hiển thị bao nhiêu tiến trình cha được chia sẻ với tiến trình con. Nếu không có cờ nào được đặt, không có chia sẻ xảy ra và clone hoạt động giống như fork. Nếu tất cả năm cờ được đặt, tiến trình con chia sẻ mọi thứ với tiến trình cha. Sự kết hợp khác của cờ cho phép các cấp độ chia sẻ khác nhau giữa hai mức độ cao nhất này. Điều thú vị là Linux không phân biệt giữa tiến trình và luồng. Thật vậy, Linux thường sử dụng thuật ngữ tác vụ-hơn là tiến trình hay luồng-khi tham chiếu tới dòng điều khiển trong chương trình. Ngoài tiến trình được nhân bản, Linux không hỗ trợ đa luồng, cấu trúc dữ liệu riêng hay thủ tục nhân. Tuy nhiên, những cài đặt Pthreads là sẳn dùng cho đa luồng cấp người dùng.
Luồng Java
Java là một trong số nhỏ ngôn ngữ cung cấp sự hỗ trợ tại cấp ngôn ngữ cho việc tạo và quản lý luồng. Tuy nhiên, vì các luồng được quản lý bởi máy ảo Java, không bởi một thư viện cấp người dùng hay nhân, rất khó để phân cấp luồng Java như cấp độ người dùng hay cấp độ nhân. Trong phần này chúng ta trình bày các luồng Java như một thay đổi đối với mô hình người dùng nghiêm ngặt hay mô hình cấp nhân.Tất cả chương trình tạo ít nhất một luồng điều khiển đơn. Thậm chí một chương trình Java chứa chỉ một phương thức main chạy như một luồng đơn trong máy ảo Java. Ngoài ra, Java cung cấp các lệnh cho phép người phát triển tạo và thao tác các luồng điều khiển bổ sung trong chương trình.
NguyenHaThanh97 (I11C)- Tổng số bài gửi : 22
Join date : 25/08/2011
Những thuận lợi của lập trình đa luồng
1. Sự đáp ứng.
- Đa luồng là một ứng dụng giao tiếp cho phép một chương trình tiếp tục chạy thậm chí nếu một phần của nó bị khóa hay đang thực hiện một thao tác dài, do đó gia tăng sự đáp ứng đối với người dùng. Ví dụ, một trình duyết web vẫn có thể đáp ứng người dùng bằng một luồng trong khi một ảnh đang nạp bằng một luồng khác.
2. Chia sẻ tài nguyên.
- Mặc đinh, các luồng chia sẻ bộ nhớ và các tài nguyên của các quá trình mà chúng ta thuộc về. Thuận lợi của việc chia sẻ mã là nó cho phép một ứng dụng có nhiều hoạt động của các luồng khác hau nằm trong không gian địa chỉ.
3. Kinh tế.
- Cấp phát bộ nhớ và các tài nguyên cho việc tạo các quá trình là rất đắt. Vì các luồng chia sẻ tài nguyên của quá trình mà chúng ta thuộc về nên nó kinh tế hơn để tạo và chuyển ngữ cảnh giữa các luồng. Khó để đánh giá theo kinh nghiệm sự khác biệt chi phí cho việc tạo duy trì một quá trình hơn một luồng, nhưng thường nó sẽ mất nhiều thời gian để tạo và quản lý một quá trình hơn một luồng. Trong Solaris 2, tạo một quá trình chậm hơn khoảng 30 lần tạo một luồng và chuyển đổi ngữ cảnh chậm hơn 5 lần.
4. Sử dụng kiến trúc đa xử lý.
- Các lợi điểm của đa luồng có thể phát huy trong kiến trúc đa xử lý, ở đó mỗi luồng thực thi song song trên một bộ xử lý khác nhau. Một quá trình đơn luồng chỉ có thể chạy trên một CPU. Đa luồng trên một máy nhiều CPU gia tăng tính đồng hành. Trong kiến trúc đơn xử lý, CPU thường chuyển đổi qua lại giữa mỗi luồng quá nhanh để tạo ra hình ảnh của sự song song nhưng trong thực tế chỉ một luồng đang chạy tại một thời điểm
- Đa luồng là một ứng dụng giao tiếp cho phép một chương trình tiếp tục chạy thậm chí nếu một phần của nó bị khóa hay đang thực hiện một thao tác dài, do đó gia tăng sự đáp ứng đối với người dùng. Ví dụ, một trình duyết web vẫn có thể đáp ứng người dùng bằng một luồng trong khi một ảnh đang nạp bằng một luồng khác.
2. Chia sẻ tài nguyên.
- Mặc đinh, các luồng chia sẻ bộ nhớ và các tài nguyên của các quá trình mà chúng ta thuộc về. Thuận lợi của việc chia sẻ mã là nó cho phép một ứng dụng có nhiều hoạt động của các luồng khác hau nằm trong không gian địa chỉ.
3. Kinh tế.
- Cấp phát bộ nhớ và các tài nguyên cho việc tạo các quá trình là rất đắt. Vì các luồng chia sẻ tài nguyên của quá trình mà chúng ta thuộc về nên nó kinh tế hơn để tạo và chuyển ngữ cảnh giữa các luồng. Khó để đánh giá theo kinh nghiệm sự khác biệt chi phí cho việc tạo duy trì một quá trình hơn một luồng, nhưng thường nó sẽ mất nhiều thời gian để tạo và quản lý một quá trình hơn một luồng. Trong Solaris 2, tạo một quá trình chậm hơn khoảng 30 lần tạo một luồng và chuyển đổi ngữ cảnh chậm hơn 5 lần.
4. Sử dụng kiến trúc đa xử lý.
- Các lợi điểm của đa luồng có thể phát huy trong kiến trúc đa xử lý, ở đó mỗi luồng thực thi song song trên một bộ xử lý khác nhau. Một quá trình đơn luồng chỉ có thể chạy trên một CPU. Đa luồng trên một máy nhiều CPU gia tăng tính đồng hành. Trong kiến trúc đơn xử lý, CPU thường chuyển đổi qua lại giữa mỗi luồng quá nhanh để tạo ra hình ảnh của sự song song nhưng trong thực tế chỉ một luồng đang chạy tại một thời điểm
NguyenHaThanh97 (I11C)- Tổng số bài gửi : 22
Join date : 25/08/2011
Re: Thảo luận Bài 5
Mình bổ xung 1 tí tại sao ShowBuffer() đúng và sai:HoNgocTuan142(I12A) đã viết:NguyenVanBenI12C đã viết:Các bạn bổ xung tiếp nha!
- Code:
#include<windows.h>
#include<stdio.h>
#include<conio.h>
#define BUFFER_SIZE 10;
int buffer[BUFFER_SIZE];
int in;
int out;
int nextproduced=1;
void Producer()
{
while(1)//vòng lặp bất tận
{
while(((in+1)% BUFFER_SIZE)==out);
buffer[in]=nextproduced ++;//khi gán xong sẽ tăng lên 1
in=(in+1)% BUFFER_SIZE;
SuspendThread(GetcurrenThread());//luồng trạng thái hiện hành được chuyển sang trạng thái ngủ cho đến khi được đánh thức
//GetcurrenThread()-> trả về mục quản của luồng hiện hành
}
}
void Consumed()
{
int nextconsumed;
while(1)
{
while(in==out);
nextconsumed = buffer[out];
out=(out+1)% BUFFER_SIZE;
Sleep(GetTickCount()% 5000);//ngủ 1 khoảng thời gian cho trước
//GetTickCount() -> nhận số mili giây trôi qua kể từ khi hệ điều hành khởi động cho đến thời điểm gọi hàm này
}
}
mình xi bổ xung và chỉnh sửa lại một tícòn hàm ShowBuffer() mình sẽ bổ sung sau
- Code:
#include<windows.h>
#include<stdio.h>
#include<conio.h>
#define BUFFER_SIZE 10;
int buffer[BUFFER_SIZE];
int in;
int out;
int nextproduced=1;
//nha san xuat
void Producer()
{
while(1)//vòng lặp bất tận
{
while(((in+1)% BUFFER_SIZE)==out); //Busy Waiting vòng lặp quẩn tại đây cho đến khi
có 1 chỗ trống trong bộ đệm hay ngăn chứa sản phẩm
//khi vòng lặp while kết thúc --> có 1 chỗ trống để chèn sản phẩm vô
buffer[in]=nextproduced ++; //chèn sản phẩm vô ngăn chứa
in=(in+1)% BUFFER_SIZE; //tìm vị trí khác để Producer chèn thêm sản phầm vào
SuspendThread(GetcurrenThread()); //luồng trạng thái hiện hành được chuyển sang trạng thái ngủ cho đến khi được đánh thức
//GetcurrenThread()-> trả về mục quản của luồng hiện hành
}
}
//nha tieu thu
void Consumed()
{
int nextconsumed;
while(1)
{
while(in==out); //vòng lặp quẩn tại đây khi các ngăn chứa sản phầm đều trống
//vòng lặp while thoát khi có 1 ngăn chứa sản phầm
nextconsumed = buffer[out]; //lấy sản phẩm ra khỏi ngăn
out=(out+1)% BUFFER_SIZE; //tìm vị trí khác để Consumer lấy sản phẩm
Sleep(GetTickCount()% 5000);
//Sleep() ngủ 1 khoảng thời gian cho trước
//GetTickCount() -> nhận số mili giây trôi qua kể từ khi hệ điều hành khởi động
cho đến thời điểm gọi hàm này
}
}
//ham MAIN
int main()
{
HANDLE ProducerHandle1; //biến Handle chứa mục quản NSX
HANDLE ConsumerHandle1; // biến Handle chứa mục quản NTT
DWORD ProducerID1, ProducerID2; //chứa ID NSX
DWORD ConsumerID1, ConsumerID2; //chứa ID NTT
ProducerHandle1=CreateThread(0,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)Producer,0,4,
&ProducerID1);
//khởi tạo NSX với các thông tin: Producer, ID, số 4 biểu thị trạng thái của Producer lúc khởi tạo:trạng thái ngủ
ConsumerHandle1=CreateThread(0,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)Consumer,0,0,
&ConsumerID1);
//khởi tạo NTT với các thông tin: Consumer, ID, số 0 biểu thị trạng thái của Producer lúc khởi tạo: trạng thái thức
while(1)
{
printf("\n- Nhan phim P/p de san xuat, nhan 0 de ket thuc:");
switch (getch())
{
case 'P': //nhấn phím P=Producing
ResumeThread(ProducerHandle1);
// đánh thức Producer lúc này đang ở trạng thái ngủ
break;
case 'p':
ResumeThread(ProducerHandle2); // tương tự như trên
break;
case '0': //giải phóng Producer và Consumer khỏi bộ nhớ
CloseHandle(ProducerHandle1);
CloseHandle(ConsumerHandle1);
return 0;
}
Sleep(1); //ngừng 1 khoảng thời gian nhất định
ShowBuffer(); //show kết quả sau khi sản xuất tiêu thụ
}
}
ví dụ:
Kết quả đúng: sau khi đưa sản phẩm vào bộ đệm in đã tăng lên 1.
Kết quả sai: sản phẩm đã được đưa vào nhưng hiện nội dung bộ đệm in vẫn chưa kịp tăng lên 1.
NguyenVanBenI12C- Tổng số bài gửi : 24
Join date : 16/02/2012
Trang 3 trong tổng số 9 trang • 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
Trang 3 trong tổng số 9 trang
Permissions in this forum:
Bạn không có quyền trả lời bài viết