Cap4

Threads (Hilos)Threads (Hilos)

■ Vista general

■ Modelos Multithreading

■ Lanzamiento de Threading

■ Pthreads

■ Windows XP Threads

■ Linux Threads

■ Java Threads

Proceso simple y MultithreadedProceso simple y Multithreaded

Threads de usuarioThreads de usuario

■ El administrador de Thread es hecho a traves de la biblioteca a nivel de usuario

■ Bibliotecas de bajo nivel:

● POSIX Pthreads

● Win32 threads

● Java threads

Thread KernelThread Kernel

■ Soportado por el Kernel

■ Ejemplos

● Windows XP/2000

● Solaris

● Linux

● Tru64 UNIX

● Mac OS X

Modelos MultithreadingModelos Multithreading

■ Muchos a uno

■ Uno a uno

■ Muchos a muchos

Muchos a unoMuchos a uno

■ Varios threads son mapeados hacia un thread kernel

■ Ejemplos:

● Solaris Green Threads

● GNU Portable Threads

Modelo muchos a unoModelo muchos a uno

Uno a unoUno a uno

■ Cada thread es mapeado hacia un thread kernel

■ Ejemplos

● Windows NT/XP/2000

● Linux

● Solaris 9 y anteriores

Modelo uno a unoModelo uno a uno

Modelo muchos a muchosModelo muchos a muchos

■ Permite a varios threads ser mapeados hacia varios threads kernel

■ Permite al SO crear un suficiente numero de threads kernel

■ Solaris version 9

■ Windows NT/2000 con el paquete ThreadFiber

Modelo muchos a muchosModelo muchos a muchos

Modelo de dos nivelesModelo de dos niveles

■ Similar a muchos-muchos, excepto que permite al thread usuario sr controlado por el thread kernel

■ Ejemplos

● IRIX

● HP-UX

● Tru64 UNIX

● Solaris 8 y mas reciente

Modelo de dos nivelesModelo de dos niveles

Lanzamiento de ThreadLanzamiento de Thread

■ Semantica de llamadas de sistema de fork() y exec()

■ Cancelacion de Thread

■ Manejo de senales

■ Conjunto de Thread

■ Thread de datos especificos

■ Activacion del planificador

Cancelacion de ThreadCancelacion de Thread

■ Termnando un thread de que este finalize

■ Dos posibiliades:

● Cancelacion asincrona lo termina el thread maestro inmediatamente

● Cancelacion diferida permite al thread maestro periodicamente chequear si este debe cancelarlo

Manejador de senalesManejador de senales

■ La senales son usadas en UNIX para notificar a un proceso que un evento particular a acurrido

■ Un manejador de senal es usado para procesos de senales

1. Senal generada por un evento particular

2. Senal es despachada hacia un proceso

3. Senal es manejada■ Opciones:

● Despachar la senal hacia el thread● Despachar la senal a cada thread en el proceso● Desaachar la senal hacia un cierto numero de threads en el

proceso● Asignar un thread especifico para recibir todas las senales

para el proceso

Conjunto de ThreadsConjunto de Threads

■ Crear un numero de threads en un conjunto donde ellos esperan trabajar

■ Ventajas:

● Usualmente mas rapido que el servicio de respuesta e crear un nuevo thread

● Permite a un numero de threads en la aplicacion estar controlados por una cantidad maxima

Thread de datos especificosThread de datos especificos

■ Permite a cada thread tener su propia copia de los datos

■ Util cuando no hay control sobre la creacion de threads (es decir, cuando se usan conjunto de threads)

Activacion del planificadorActivacion del planificador

■ Los modelos M:M y de dos niveles requieren comunicacion para mantener el apropiado numero de threads kernel

■ La activacion del planificador provee upcalls – un mecanismo de comunicacion desde el kernel hacia la biblioteca de thread

■ Esta comunicacion permite a una aplicacion mantener el numero correcto de threads kernel

PthreadsPthreads

■ Estandar POSIX (IEEE 1003.1c) API para la creacion de thread y sincronizacion

■ Comun en UNIX (Solaris, Linux, Mac OS X)

Windows XP ThreadsWindows XP Threads

■ Implementa un mapeo uno a uno

■ Cada thread contiene

● un id del thread

● Conjunto de registros

● Pila (stack) separada de kernel y usuario

● Area de almacenamiento de datos privada

■ El conjunto de registros, pilas, y el area de almacenamiento de datos privada son conocidos como el contexto del thread

■ La estructura de datos de un thread incluye:

● ETHREAD (executive thread block)

● KTHREAD (kernel thread block)

● TEB (thread environment block)

Linux ThreadsLinux Threads

■ Linux se refiere a ellos como refers tasks en vez de threads

■ La creacion de Thread es hecha a traves de la llamada de sistema clone()

■ clone() permite a una tarea hijo compartir el espacio de direccionamiento de la tarea padre (proceso)

Java ThreadsJava Threads

■ Los threads de Java son manejados por la JVM

■ Los threads de Java pueden ser creados por:

● Extendiendo la Thread class

● Implementando la Runnable interface

Java ThreadJava Thread

EjercicioEjercicio

■ Usar la biblioteca pthread

■ Escribir un programa en C que levante dos threads y escriba el identificador de cada thread.

■ Usar las funciones:

pthread_create

pthread_join

Compilar:

cc -lpthread mi_programa.c