并行计算 多线程new

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1、ChinaResearchLaboratoryOutline多线程，Pthread°多线程基本概念–线程与进程的区别–线程的生命周期–线程同步于策°Pthread多线程°实例分析–计算数组中“3”出现的次数2011-03-09http://cs.tju.edu.cn/orgs/hpclab/2011-03-09http://cs.tju.edu.cn/orgs/hpclab/ChinaResearchLaboratoryChinaResearchLaboratory多线程概念Outline°线程（thread）是进程上下文（

2、context）中执行的代码序列，又被称为轻量级进程（lightweightprocess）°多线程基本概念°在支持多线程的系统中，进程是资源分配的实体，而线程是被调度执行的–线程与进程的区别基本单元。–线程的生命周期代码数据文件代码数据文件–线程同步寄存器寄存器寄存器°Pthread多线程寄存器栈栈栈栈°实例分析–计算数组中“3”出现的次数线程线程2011-03-09http://cs.tju.edu.cn/orgs/hpclab/2011-03-09http://cs.tju.edu.cn/orgs/hpclab/Chi

3、naResearchLaboratoryChinaResearchLaboratory线程与进程的区别调度°调度°在传统的操作系统中，CPU调度和分派的基本单位是进程。°并发性°在引入线程的操作系统中，则把线程作为CPU调度和°拥有资源分派的基本单位，进程则作为资源拥有的基本单位，从而使传统进程的两个属性分开，线程便能轻装运行，这°系统开销样可以显著地提高系统的并发性。°同一进程中线程的切换不会引起进程切换，从而避免了昂贵的系统调用。–但是在由一个进程中的线程切换到另一进程中的线程时，依然会引起进程切换。2011-03-09

4、http://cs.tju.edu.cn/orgs/hpclab/2011-03-09http://cs.tju.edu.cn/orgs/hpclab/1ChinaResearchLaboratoryChinaResearchLaboratory并发性拥有资源°在引入线程的操作系统中，不仅进程之间可以并发执行，而且在一°进程个进程中的多个线程之间也可以并发执行，因而使操作系统具有更好的并发性，从而能更有效地使用系统资源和提高系统的吞吐量。–不论是引入了线程的操作系统，还是传统的操作系统，进程都是拥有系统资源的一个独立单位，它

5、可以拥有自己的–例如，在一个未引入线程的单CPU操作系统中，若仅设置一个资源。文件服务进程，当它由于某种原因被封锁时，便没有其他的文件服务进程来提供服务。°线程°在引入了线程的操作系统中，可以在一个文件服务进程中设置多个–线程自己不拥有系统资源（除部分必不可少的资源，如栈服务线程。和寄存器），但它可以访问其隶属进程的资源。亦即一个–当第一个线程等待时，文件服务进程中的第二个线程可以继续进程的代码段、数据段以及系统资源（如已打开的文件、运行；当第二个线程封锁时，第三个线程可以继续执行，从而I/O设备等），可供同一进程的其他所有

6、线程共享。显著地提高了文件服务的质量以及系统的吞吐量。2011-03-09http://cs.tju.edu.cn/orgs/hpclab/2011-03-09http://cs.tju.edu.cn/orgs/hpclab/ChinaResearchLaboratoryChinaResearchLaboratory系统开销线程层次°进程°用户级线程在用户层通过线程库来实现。对它的创建、–创建或撤消进程时，系统都要为之分配或回收资源，如内撤销和切换都不利用系统的调用。存空间、I/O设备等。–在进行进程切换时，涉及到整个当前进

7、程CPU环境的保°核心级线程由操作系统直接支持，即无论是在用户进程存环境的设置以及新被调度运行的进程的CPU环境的设中的线程，还是系统进程中的线程，它们的创建、撤消置。和切换都由核心实现。°线程–切换只需保存和设置少量寄存器的内容，并不涉及存储器管理°硬件线程就是线程在硬件执行资源上的表现形式。方面的操作。°单个线程一般都包括上述三个层次的表现：用户级线程–此外，由于同一进程中的多个线程具有相同的地址空间，致使它们之间的同步和通信的实现也变得比较容易。在有的系统通过操作系统被作为核心级线程实现，再通过硬件相应中，线程的切换、

8、同步和通信都无需操作系统内核的干预。的接口作为硬件线程来执行。2011-03-09http://cs.tju.edu.cn/orgs/hpclab/2011-03-09http://cs.tju.edu.cn/orgs/hpclab/ChinaResearchLaboratoryChina