Bölüm 4: İş Parçacıkları. Operating System Concepts with Java 8 th Edition

Transkript

1 Bölüm 4: İş Parçacıkları 14.1 Silberschatz, Galvin and Gagne 2009

2 Bölüm 4: İş Parçacıkları Genel Bakış Çoklu İş Parçacığı Modelleri İş Parçacığı Kütüphaneleri İş Parçacıkları ile İlgili Meseleler İşletim Sistemi Örnekleri 14.2 Silberschatz, Galvin and Gagne 2009

3 Hedefler İş parçacığı kavramını tanıtmak Pthreads, Win32, ve Java iş parçacığı kütüphanelerinin tanıtımı Çok iş parçacıklı programlamada ortaya çıkan meselelerin irdelenmesi 14.3 Silberschatz, Galvin and Gagne 2009

4 Tek ve Çok İş Parçacıklı İşlemler 14.4 Silberschatz, Galvin and Gagne 2009

5 Faydalar Cevap Verebilirlik (Responsiveness) Kaynak Paylaşımı (Resource Sharing) Ekonomi (Economy) Ölçeklenebilirlik (Scalability) 14.5 Silberschatz, Galvin and Gagne 2009

6 Çok İş Parçacıklı Sunucu Mimarisi 14.7 Silberschatz, Galvin and Gagne 2009

7 Kullanıcı İş Parçacıkları İş parçacığı yönetimi kullanıcı seviyesinde tanımlı iş parçacığı kütüphaneleri ile sağlanır Üç ana iş parçacığı kütüphanesi: POSIX Pthreads Win32 iş parçacıkları Java iş parçacıkları Silberschatz, Galvin and Gagne 2009

8 Çekirdek İş Parçacıkları Çekirdek tarafından yönetilir, Kullanıcı modu ile kernel modu geçişleri maliyetlidir. Örnekler Windows XP/2000 Linux Mac OS X Silberschatz, Galvin and Gagne 2009

9 Çoklu İş Parçacığı Modelleri Çoktan-Teke (Many-to-One) Teke-Tek (One-to-One) Çoktan-Çoka (Many-to-Many) Silberschatz, Galvin and Gagne 2009

10 Çoktan-Teke (Many-to-One) Pek çok kullanıcı seviyesindeki iş parçacığı tek bir çekirdek iş parçacığı ile eşleşir Çoklu işlemcikleri desteklemeyen çekirdeklerde kullanılır Silberschatz, Galvin and Gagne 2009

11 Teke-Tek (One-to-One) Her bir kullanıcı seviyesi iş parçacığı tek bir çekirdek iş parçacığı ile eşleşir Örnekler Windows NT/XP/2000 Linux Solaris 9 ve sonrası Silberschatz, Galvin and Gagne 2009

12 Çoktan-Çoka (Many-to-Many) Pek çok kullanıcı seviyesi iş parçacığı pek çok çekirdek iş parçacığı ile eşleşir İşletim sisteminin yeterince çekirdek iş parçacığı oluşturmasını sağlar ThreadFiber paketi ile Windows NT/ Silberschatz, Galvin and Gagne 2009

13 İş Parçacığı Kütüphaneleri İş parçacığı kütüphanesi programcıya iş parçacıklarının oluşturulmasını ve yönetilmesini sağlayan bir API sunar Gerçekleştirim için iki temel yol Kütüphane tamamen kullanıcı alanında İşletim sistemi tarafından desteklenen çekirdek seviyesinde kütüphane Silberschatz, Galvin and Gagne 2009

14 Pthreads Kullanıcı seviyesinde veya çekirdek seviyesinde sunulabilir İş parçacığı oluşturmak ve iş parçacıklarının senkronizasyonunu sağlamak için bir POSIX standardı (IEEE c) UNIX işletim sistemlerinde genel olarak kullanılıyor (Solaris, Linux, Mac OS X) Silberschatz, Galvin and Gagne 2009

15 Pthreads Example All Pthreads programs must include the pthread.h header file. The statement pthread_t tid declares the identifier for the thread we will create. Each thread has a set of attributes, including stack size and scheduling information. A separate thread is created with the pthread_create() function call.

16 Pthreads Example the program has two threads: the initial (or parent) thread in main() and the summation (or child) thread performing the summation operation in the runner() function. This program follows the fork-join strategy described earlier: after creating the summation thread, the parent thread will wait for it to terminate by calling the pthread join() function. The summation thread will terminate when it calls the function pthread exit(). Once the summation thread has returned, the parent thread will output the value of the shared data sum.

17 Pthreads Example

18 Pthreads Example (Cont.)

19 Windows threads The technique for creating threads using the Windows thread library is similar to the Pthreads technique in several ways. Threads are created in the Windows API using the CreateThread() function, a set of attributes for the thread is passed to this function. We illustrate the Windows thread API in the C program. Notice that we must include the windows.h header file when using the Windows API. NOTE: the DWORD data type is an unsigned 32-bit integer

20 Windows threads Recall that the POSIX Pthread program had the parent thread wait for the summation thread using the pthread join() statement. We perform the equivalent of this in the Windows API using the WaitForSingleObject() function, which causes the creating thread to block until the summation thread has exited. In situations that require waiting for multiple threads to complete, the WaitForMultipleObjects() function is used.

21 Win32 threads Example

22 Win32 API Multithreaded C Program (Cont.)

23 İş Parçacıkları ile İlgili Mevzular Hedef iş parçacığının iptali Asenkron veya ertelenen İş parçacığı havuzları Silberschatz, Galvin and Gagne 2009

24 İş Parçacığı İptali Bir iş parçacığının işi bitmeden sonlandırılması İki genel yaklaşım: Asenkron iptal hedef iş parçacığını anında iptal eder Ertelenen iptal hedef iş parçacığının düzenli olarak iptal edilmesi gerekip gerkmediğini kontrol etmesini sağlar Silberschatz, Galvin and Gagne 2009

25 İş Parçacığı Havuzları Bir havuzda, kendilerine atanacak işleri beklemek üzere belli sayıda iş parçacığı oluştur Avantajlar: Genellikle varolan bir iş parçacığı ile bir isteği gerçekleştirmek, yeni bir iş parçacığı oluşturarak gerçekleştirmekten biraz daha hızlı Uygulamalardaki iş parçacıklarının sayısı iş parçacığı havuzunun boyutu ile sınırlandırılır Silberschatz, Galvin and Gagne 2009