在Linux中如何为用户级线程实施抢占式调度？

内容导读

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内容图文

使用用户级线程,在单个内核线程之上运行N个用户级线程.这与pthread相反,在pthread中,只有一个用户线程在内核线程上运行.

N个用户级线程被抢先调度在单个内核线程上.但是如何做到这一点的细节是什么.

我听到了一些建议,建议线程库进行设置,以便内核发送信号,这是将执行从单个用户级线程拉到信号处理程序的机制,然后可以执行抢先式调度.

但是,如何保存和/或修改状态(例如寄存器和线程结构)以使其全部正常工作的详细信息是什么？也许有一个非常简单的用户级线程对学习细节有用吗？

解决方法:

为了获得正确的细节,请使用源代码！但这就是我从阅读中所记得的…

可以通过两种方式调度用户级线程：自愿和抢先.

>自愿调度：线程必须定期调用一个函数,以将CPU的使用传递给另一个线程.此函数称为yield()或schedule()或类似的名称.
>抢先式调度：库从一个线程中强制删除CPU,并将其传递给另一个线程.这通常是通过计时器信号完成的,例如SIGALARM(有关详细信息,请参阅手动报警).

关于如何进行真正的切换,如果您的操作系统友好并且提供了必要的功能,那很容易.在Linux中,您具有makecontext()/ swapcontext()函数,这些函数使从一项任务转换为另一项任务变得容易.同样,请参见手册页以获取详细信息.

不幸的是,这些功能已从POSIX中删除,因此其他UNIX可能没有它们.如果真是这样,还可以采取其他措施.最受欢迎的是调用sigaltstack()来建立备用栈来管理信号,然后kill()本身进入备用栈,然后从信号函数中将longjmp()切换到实际的用户模式线程想跑.聪明吧？

附带说明一下,在Windows中,用户模式线程称为光纤,并且也完全受支持(请参阅CreateFiber()的文档).

不得已的方法是使用汇编程序,该汇编程序几乎可以在任何地方工作,但它完全是系统特定的.创建UMT的步骤为：

>分配堆栈.
>分配和初始化UMT上下文：一种用于保存相关CPU寄存器值的结构.

并从一个UMT切换到另一个：

>保存当前上下文.
>切换堆栈.
>在CPU中恢复下一个上下文,然后跳转到下一条指令.

这些步骤在汇编器中相对容易实现,但是在没有上面引用的任何技巧支持的情况下,在纯C语言中则完全不可能.

内容总结

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