3、如何管理线程

前文所说,线程是一组任务执行序列的组合,执行序列是一个抽象的概念,不好控制,而线程是一个实体的概念,用线程来关联一组执行序列,将抽象概念实体化。我们下面来看看操作系统是怎么来管理线程的。


第一节的隐喻中,我们说到线程就是生产流水线(线程),但是这个流水线是没有传送带的,它自己是不会动的。那流水线上面的环节(任务执行序列)怎么执行呢?咱们就来一步步揭开这个核心问题的面纱。


线程是个实体概念,操作系统用PCB(Process Control Block,进程(线程)控制块)来表示线程的实体,里面就有线程的名称,线程优先级,线程当前状态等各种信息。那么操作系统有一个PCB表(其实是队列),上面记录这当前所有PCB,也就是记录了所有的线程,先标记为All_T_T(All Thread Table);除了这个表之外,还有一个就绪的线程的表(也是队列),标记为Ready_T_T(Ready_Thread_Table)。说一下线程的状态:Ready,Running,Waiting等。只有Ready状态的,才会放到Ready_T_T中,其他状态包括Running都放在All_T_T中。操作系统拿着这两个表,坐在最前面,大喊,线程2,你的时间片到了,你从CPU上下来,线程3,该你上CPU了。线程2在下来之前(因为只有在CPU上的时候,才能有动作发出),如果自己现在还是在可执行状态,就把自己的Running状态修改为Ready,并把自己加到Ready_T_T中,这时候线程3是没上CPU的,他自己是没有办法修改自己状态的,这时候操作系统修改以下它,将它从Ready_T_T移出来,并把All_T_T中的线程3状态修改为Running。


所以,隐喻的例子没有办法展示上面的场景,但是上面的场景才是真正的CPU任务调度场景。线程就在那里等着,它自己是死物,是CPU在后面全局控制着这一切。举一个例子,线程是一个个漂浮的灵魂,CPU是躯壳,灵魂是没办法拿起重物,没办法干活的,只有灵魂装进了躯壳里面,才是一个完整的人,就可以开动干活了,但是这个躯壳是多个灵魂共享的,哎,多么悲惨的事啊。


所以,隐喻可以解释一个片段的概念,但是没办法解释整体的概念,如果隐喻能够解释整体的概念,那么只能是被解释的事物和隐喻中的事物是一个,否则两个概念内涵完全一致的事物,有必要花功夫去做隐喻的解释吗?


总结一下。

PCB用来表示线程/进程,然后操作系统通过PCB表来指挥谁上CPU,CPU就可以执行PCB对应的线程的任务执行序列了。

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