Please enable JavaScript.

Coggle requires JavaScript to display documents.

บทที่ 4 การจัดการเธรด - Coggle Diagram

- - - - Block
        
        เมื่อใดก็ตามที่เธรดต้องรอให้เหตุการณ์ใดๆเกิดขึ้น มันก็จะทำการบล็อคซึ่งก็จะทำให้มีการเก็บข้อมูลที่เกี่ยวข้องไว้ และซีพียูจะไปให้บริการเธรดตัวอื่นที่พร้อมสำหรับการบริการต่อไป
      - Unblock
        
        เมื่อมีเหตุการณ์ใดที่เธรดถูกบล็อค เธรดก็จะถูกนำไปเก็บไว้ใน Ready queu
      - Spawn
        
        การที่โพรเซสตัวหนึ่งสร้างโพรเซสอีกตัวหนึ่งขึ้นมาและเมื่อโพรเซสทำการ Sawn เธรดที่อยู่ในโพรเซสก็ทำการ Spawn ด้วยและ
        เธรดที่อยู่ในโพรเซสก็สามารถที่จะ Spawn เธรดใหม่ได้ด้วย
      - Finish
        
        เมื่อเธรดสิ้นสุดการทำงานค่าต่างๆก็จะถูกส่งคือให้กับระบบภาพแสดงตัวอย่างของเธรดในระะ Multithearding
  - - - เธรดที่ถูกยกเลิกอาจเรียกว่า Target thread
        
        การยกเลิกแบบ Asynchronous อาจจะใช้ยกเลิกกับทรัพยากรทั่วไปไม่ได้
        
        การยกเลิกแบบ อDeferred จะทำงานโดยมีเธรดหนึ่งที่กำหนดว่า Target threads ใดจะถูกยกเลิก อย่างไรก็ตามการยกเลิกนี้จะเกิดขึ้นเฉพาะเมื่อ Target threads นั้นตรวจสอบว่าตัวเองจะถูกยกเลิกหรือไม่
  - - - เธรดระดับผู้ใช้สามารถจัดการได้อย่างรวดเร็ว ฌะรดไม่ต้องได้รับการสนับสนุนจาก kernel เนื่องจากไม่ต้องยุ่งเกี่ยวกับเธรดระดับผู้ใช้ การสร้างเธรดและการจัดเวลา เธรดทั้งหมดจะกระทำเสร็จสิ้นภายในพื้นที่ของผู้ใช้โดยไม่จำเป็นต้องใช้ kernel
    - - ได้รับการสนับสนุนโดยตรงจาก Kernel จะสร้างจัดเวลาและจัดการเธรดภายในพื้นที่ของ Kernel เอง เนื่องจากระบบปฏิบัติการเป็นผู้จัดการเกี่ยวกับการส้รางและจัดการเธรดเอง จึงทำให้เธรดระบบปฏิบัติการจะสร้างและจัดการช้ากว่าเธรดสำหรับผู้ใช้
  - - - สถานะการทำงานของ Thread
        
        สถานะ Running
        
        เธรดกำลังทำงานในซีพียูและจะทำไปจนกว่าจะถูกดึงออก หรือถูกบล็อกใช้เวลาที่กำหนดไว้หมด หรือจนเสร็จสิ้น ในกรณีที่เธรดยังงทำงานไม่เสร็จแล้วถูกดึงออกหรือบล็อก เธรดก็จะถูกนำไปเก็บไว้ใน Ready queue เพื่อรอบริการต่อไป
        
        สถานะ Waiting
        
        จะเข้าสู่สถานะรอก็ต่อเมื่อ ถูกบล็อก,รอให้งานบางอย่างเสร็จและระบบบังคับให้เธรดหยุดตัวเองลง เธรดจะกลับเข้าสู่สถานะ Ready เมื่อทรัพยากรที่เธรดต้องการมีให้ใช้
        
        สถานะ Standboy
        
        เธรดได้รับการบริการจากซีพียูในอันดับถัดไปเมื่อซีพียูว่าง
        
        Transition
        
        จะเข้าสู่สถานะนี้ก็ต่อเมื่อการรอสิ้นสุดลงและพร้อมที่จะเข้าสู่สถานะ Running แต่ทรัพยากรที่มันต้องการยังไม่มี(ระบบยังให้ใช้งานไม่ได้)
        
        สถานะ Ready
        
        เธรอได้ถูกเลือกให้เข้าทำงาน โดยจัดอันดับด้วย Priority
        
        Terminated
        
        เธรดสามารถยุติการทำงานด้วยตนเองหรือจากเธรดอื่น หรือเมื่อ Parent process ยุติการทำงาน เมื่อระบบเสร็จสิ้นการทำงาน เธรดอาจจะถูกดึงออกจากระบบหรืออาจจะถูกเก็บไว้เพื่อทำงานในอนาคต
  - - - โดยปกติเธรดจะแชร์หน่วยความจำและทรัพยากรของโพรเซส
        ข้อได้เปรีบยของการแชร์โค้ดคือจะทำให้แอปพลิเคชั่นสามารถมีกิจกรรมของเธรดได้หลายๆกิจกรรมภายในเลขที่ตำแหน่งเดียวกัน
    - - เธรดแชร์ทรัพยากรของโพรเซสที่มันอาศัยอยู่แล้ว ทำให้เกิดการประหยัดในการสร้างเธรดและทำการ Context switch ของเธรด การสร้างโพรเซสจะช้ากว่าการสร้างเธรด 30 เท่า และ context switch จะช้ากว่า 5 เท่า
    - - ระบบ Multithread ที่โต้ตอบแอปพลิเคชั่นจะยินยอมให้โปรแกรมยังคงดำเนินต่อไป ถึงแม้ว่าบ้างส่วนจะถูกบล็อกหรือมีการปฏิบัติการที่ยาวนาน
    - - ด้วยประโยชน์ของสถาปัตรยกรรมที่รองรับการทำงานหลายๆเธรด ทำให้ระบบช่วยเสริมประสิทธิภาพการทำงานของเธรดให้สูงขึ้น โดยแต่ละเธรดสามารถทำงานขนานกันไปในโพรเซสเซอร์อื่นได้ ในโฑรเซสที่มีเธรดเดียวสามารถรันเพียงซีพียูเดียวเท่านั้น ไม่าจะมีกี่ซีพียู
  - - - เป็นรูปแบบที่แต่ละเธรดสำหรับผู้ใช้ จะจับคู่กับเธรดสำหรับระบบปฏิบัติการในลักษณะ 1 ต่อ 1 ทำให้ทำวงานพร้อมกันดีกว่าแบบ Many-to-Many โดยยอมให้เธรดอื่นรันได้เมื่อเธรดถูกบล็อก System call นอกจากนี้โมเดลยังยอมให้หลายๆเธรดทำงานแบบขนานกันได้ในมิลติโพรเซส
        
        ข้อที่ต้องคำนึง
        
        การสร้างเธรดสำหรับผู้ใช้จำเป็นต้องสร้างเธรดสำหรับระบบปฏิบัติการสัมพันธ์กัน เนื่องจากการสร้างเธรดสำหรับระบบปฏิบัติการเป็นส่วนสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพของแอปพลิเคชั่น
    - - เป็นรูปแบบที่อาจจะมีจำนวนเธรดสำหรับผู้ใช้มากกว่าหรือเท่ากับจำนวนเธรดสำหรับเธรดระบบปฏิบัติการก็เป็นได้ จำนวนเธรดอาจจะเป็นตัวกำหนดแอปพลิเคชั่นเฉพาะเครื่องหรือเครื่องเฉพาะ ยอมให้ผู้พัฒนาสร้างเธรดสำหรับผู้ใช้ได้ตามที่เขาต้องการ แต่ไม่สามารถทำงานได้พร้อมกัน เนื่องจาก Kernel จะจัดเวลาให้ครั้งละเธรดเท่านั้น
        
        ผู้พัฒนาสามารถสร้างเธรดสำหรับผู้ใช้เท่าที่จำเป็น และสัมพันธ์กับเธรดสำหรับระบบปฏิบัติการที่สามารถรับแบบมัลติโพรเซส นอกจากนั้นเมื่อเธรดเกิดการบล็อก System call แล้ว Kernel จะจัดเวลาเพื่อนำไปเธรดอื่นขึ้นมารันก่อนได้
    - - เป็นรูปแบบที่ใช้เธรดสำหรับระบบปฏิบัติการ 1 หน่วย กับเธรดสำหรับผู้ใช้ 1 หน่วย การจัดการของเธรดจะอยู่ในพื้นที่ของผู้ใช้ซึ้งมีประสิทธิภาพ แต่ถ้าเธรดบล็อก System call โพรเซสทั้งหมดจะถูกบล็อกไปด้วยเนื่องจากมีเพียงเธรดเดียวเท่านั้นที่เข้าถึง Kernel ในเวลาหนึ่งๆเธรดหลายๆเธรดไม่สามารถรันขนานกันในระบบมัลติโฑรเซสได้
  - - - Counter ตัวนับเพื่อติดตามคำสั่งที่จะถูกดำเนินการเป็นลำดับถัดไป
      - Register หน่วยความจำเก็บค่าตัวแปรที่ทำงานอยู่ปัจจุบัน
      - Thread ID หมายเลขเธรดที่อยู่ในโพรเซส
      - Stack เก็บประวัติการทำงาน
  - - - การเข้าถึงแหล่งข้อมูลทั้งหมดในเนื้อที่ของผู้ใช้ โดยไม่ผ่าย Kernel ทุกค่าและทุกโครงสร้างข้อมูลของแหล่งข้อมูลในพื้นที่ของผู้ใช้ หรือเป็นการเรียงจากฟังค์ชันเฉพาะในพื้นที่ของผู้ใช้และไม่ใช้ System call
      - การเข้าถึงเครื่องมือที่รับรองแหล่งของ Kernel โดยตรงด้วยระบบปฏิบัติการ ในส่วนนี้โค้ดและโครงสร้างข้อมูลสำหรับแหล่งข้อมูลในพื้นที่ของ Kernel การเรียกฟังก์ชันใน API แหล่งข้อมูลธรรมดาจะส่งผลใน System call ถึง Kernel
    - - Win32
        
        วิธีการสำหรับสร้างเธรดที่ใช้ในระบบ win32 วิธีการจะคล้ายๆ Pthreads ในระบบอื่นๆ
        
        เธรดที่สร้างขึ้นในระบบ win32 จะใช้ฟังก์ชัน CreateThread() และใน Pthreads จะกำหนดขนาด Attributr สำหรับที่แบ่งตัวส่งค่าไปยังฟังก์ชั้น attribute ที่รวบรวมข้อมูลที่ปลอดภัย ขนาดข้อมูลจะเพิ่มขึ้นหรือลดลงสามารถกำหนดๆด้
      - Java
        
        เป็นรูปแบบแรกของการประมวลผลโปรแกรมในโปรแกรมจาวา และภาษาจาวาเป็นข้อกำหนดลักษณะของกลุ่มสมาชิกขนาดใหญ่ในการสร้างและจัดการเกี่ยวกับเธรด
        
        วิธีในการสร้างเธรดในจาวา
        
        การสร้างคลาสใหม่ที่มาจากเธรดและผ่านเมธอด run()
        
        สามารถควบคุมได้หลายผู้ใช้ซึ่งเป็นวิธีการกำหนดขอบเขตของคลาสที่เป็นตัวทำงานอยู่ ซึ่งตัวที่ทำงานนั้นเราจะใช้เป็นตัวที่เราคิดตาม เมื่อคลาสทำงานคลาสจะเป็นตัวกำหนดเมธอด run() โค้ดที่ใช้ในเมธอด run() เป็นอะไรที่ทำการแบ่งเมธอด
      - Pthreads
        
        เป็นตัวพื้นฐานของ POSIX เรียกได้ว่าเป็น API สำหรับสร้างเธรดและสิ่งที่เกิดขึ้นในเวลาเดียวกัน เป็นตัวบ่งบอกถึงพฤติกรรมของเธรดโดยไม่ใช้เครื่องมือ การออกแบบระบบปฏิบัติการมันจะใช้เครื่องมือในงานที่ต้องการ
        
        เธรดสองเส้นสามารถใช้ข้อมูลร่วมกันได้ทั้งหมด ทุกโปรแกรมของ Pthreads นั้นจะถูกรวบรวมไว้ในส่วนของเฮดเดอร์ไฟล์ ส่วนของ Pthreads จะรองรับเกี่ยวกับการจำแนกของการสร้างเธรด แต่ละเธรดงานสามารถที่จะกำหนดขนาดของ Attribute และตารางการใช้ข้อมูล