Sop 02 Thread

Processos e Threads Sistemas Operacionais (SOPBCC) De: Andrew S. Tanenbaum Tradução: Ronaldo A.L. Gonçalves Luís A. Consulado

Responsável pela disciplina: Prof. Dr. Maurício Aronne Pillon Curso de Ciência da Computação

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Threads (conceitos) • Mais de um fluxo de controle em um mesmo espaço de endereçamento (compartilhado); • Agrupamento de recursos e execução. – Recursos (código, dados do programa, etc) compartilhados; – Execução com mais de um contador de programa - controle de qual instrução será executada a seguir (pilha e variáveis atuais);

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Threads (conceito) • Processos X Threads – Processos usados para agrupar recursos; – Threads são as entidades escalonadas para execução sobre a CPU.

• Permite múltiplas execuções no mesmo ambiente do processo com um grande grau de independência uma da outra. 16 Pearson Education                                                                         Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição

Threads

O Modelo de Thread (1)

(a) Três processos cada um com um thread (b) Um processo com três threads 17 Pearson Education                                                                         Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição

O Modelo de Thread (2)

• Itens compartilhados por todos os threads em um  processo • Itens privativos de cada thread 18 Pearson Education                                                                         Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição

O Modelo de Thread (3)

Cada thread tem sua própria pilha 19 Pearson Education                                                                         Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição

Uso de Thread (1)

Um processador de texto com três threads 20 Pearson Education                                                                         Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição

Uso de Thread (2)

Um servidor web com múltiplos threads 21

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Uso de Thread (3)

•

Código simplificado do slide anterior (a) Thread despachante (b) Thread operário 22

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Uso de Thread (4)

Três maneiras de construir um servidor 23 Pearson Education                                                                         Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição

Implementação de  Threads de Usuário

Um pacote de threads de usuário

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Implementação de  Threads de Usuário

• Vantagens

– Não necessita de privilégios especiais;

• Desvantagens – Não explora o paralelismo em máquinas multiprocessadas; – Dificuldade de gerência preemptiva do processador – Se um thread estiver bloqueado em E/S todo o processo pára. Pearson Education                                                                         Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição

Implementação de  Threads de Núcleo

Um pacote de threads gerenciado pelo núcleo 26 Pearson Education                                                                         Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição

Implementação de  Threads de Núcleo • Vantagens – Facilita o recobrimento de E/S – Explora o paralelismo SMP

• Desvantagens – Implementação mais “pesada” • “Reciclagem” de threads

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Implementações Híbridas

Multiplexação de threads de usuário sobre  threads de núcleo 28 Pearson Education                                                                         Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição

Implementações Híbridas • Características: – Dispões de dois níveis de escalonamento – Multiplexação dos threads de núcleo • Vantagens – Recobrimento das E/S • Desvantagens – Difícil parametrização da multiplexação.

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Ativações do Escalonador • Objetivo – imitar a funcionalidade dos threads de  núcleo – ganha desempenho de threads de usuário

• Evita transições usuário/núcleo desnecessárias  • Núcleo atribui processadores virtuais para cada  processo – deixa o sistema supervisor alocar threads para  processadores

• Problema: Baseia­se fundamentalmente nos upcalls ­  o núcleo (camada inferior) chamando procedimentos  no espaço do usuário (camada superior) 

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Threads Pop­Up

• Criação de um novo thread quando chega  uma mensagem (a) antes da mensagem chegar (b) depois da mensagem chegar

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Convertendo Código Monothread  em Código Multithread (1) • Conflito no uso de variáveis globais; – Proibir o uso de variáveis globais – Atribuir variáveis globais privadas (a cada thread) • create_global(“bufptr”); • set_global(“bufprt”,&buf) • Bufptr = read_global(“bufptr”);

• Bibliotecas não reentrantes; • Tratamento de sinais; • Gerenciamento de pilhas

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Convertendo Código Monothread  em Código Multithread (2)

• Conflitos entre threads sobre o uso de uma variável global • Código de erro de th1 é sobre escrito pelo da th2. 33

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Convertendo Código Monothread em Código Multithread (3)

Threads podem ter variáveis globais privadas

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