Chương 8 trình bày các khái niệm cơ bản của đa tiểu trình, dộ ưu tiên của tiến trình, chuyển đổi ngữ cảnh, xây dựng ứng dụng tiểu trình và đồng bộ hóa các tiểu trình. Mời các bạn tham khảo chi tiết bài giảng.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng Lập trình môi trường Window: Chương 8 - Ngô Thanh Hùng
- Đa tiểu trình
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Nội dung chương
Một số khái niệm cơ bản
Xây dựng một ứng dụng đa tiểu trình
Đồng bộ hóa các tiểu trình
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Một số khái niệm cơ bản
Xử lý đồng hành (Concurrent Processing)
Đa nhiệm (Multi-Tasking)
Tiến trình (Process)
Tiểu trình (Thread)
Độ ưu tiên của tiến trình (Process priority
class)
Độ ưu tiên của tiểu trình (Thread priority)
Chuyển đổi ngữ cảnh (Context Switch)
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Xử lý đồng hành
Xử lý đồng hành ?
Bài toán: kq = a*b + c*d
Một hệ thống xử lý đồng hành thường có nhiều tiến trình thực thi
cùng lúc
Các tiến trình có thể hoạt động độc lập hay kết hợp với nhau để
thực hiện nhiều tác vụ
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Lợi ích của xử lý đồng hành
Cho phép nhiều ứng dụng hoạt động cùng
lúc
Tăng tốc độ xử lý
Tăng hiệu suất sử dụng CPU
…
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Đa nhiệm
Hệ điều hành đa nhiệm phân chia thời gian xử lý
của CPU thành nhiều “lát thời gian” (time slice) để
các tiến trình/tiểu trình thực hiện luân phiên.
Tiến trình/tiểu trình đang thực thi sẽ tạm dừng khi
time slice của nó hết và tiến trình/tiểu trình khác sẽ
chạy.
Khi hệ thống chuyển đổi từ thread này sang thread
khác, nó sẽ lưu lại ngữ cảnh của thread bị mất
quyền và phục hồi ngữ cảnh của thread sắp được
chạy.
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Đa nhiệm
Độ dài time slice phụ thuộc từng hệ điều hành và bộ
vi xử lý. Bởi vì time slice khá nhỏ (khoảng 20ms)
nên ta có cảm giác thực hiện đồng thời.
Hệ điều hành Windows hỗ trợ pre-emptive Multi-
Tasking (đa nhiệm có độ ưu tiên).
Những vấn đề khó khăn khi xử lý đa nhiệm:
Không gian bộ nhớ để lưu trữ thông tin ngữ cảnh của tiến
trình và tiểu trình
Thời gian để theo vết, quản lý các tiểu trình
Sự tranh chấp tài nguyên dùng chung
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Tiến trình
Là một chương trình đang thực thi
Có một con trỏ lệnh, vùng không gian địa chỉ
ảo riêng, mã lệnh, dữ liệu, object handles,
các biến môi trường, độ ưu tiên…
Các thuộc tính này tác động lên mọi tiểu trình
trực thuộc tiến trình
Một tiến trình có thể có nhiều tiểu trình
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Tiến trình
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Tiểu trình
Là đơn vị nhỏ nhất thực thi được trên hệ điều hành
Windows 32 bits
Là đơn vị xử lý mà hệ điều hành Windows phân chia
time slice.
Mỗi tiểu trình bao gồm các stack, trạng thái các
thanh ghi CPU,…và một entry trên danh sách các
tiểu trình của hệ thống điều phối
Các tiểu trình của cùng một tiến trình chia sẻ nguồn
tài nguyên chung của toàn bộ tiến trình.
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Tiểu trình
Các trạng thái của tiểu trình:
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Tiểu trình
Khi kết thúc time slice của mình, một tiểu trình sẽ
dừng lại và nhường tài nguyên cho các tiểu trình
khác. Quá trình này được gọi là chuyển đổi ngữ
cảnh (context switch).
Độ ưu tiên là thuộc tính giúp hệ điều hành xác định
tiểu trình nào sẽ được thực hiện tiếp theo, đồng thời
phân chia thời gian xử lý của CPU.
Khi thời điểm context switch đến, đơn vị điều phối
(dispatcher) sẽ khảo sát tập các tiểu trình ở trạng
thái sẵn sàng và chọn tiểu trình đầu tiên có độ ưu
tiên cao nhất trên hàng đợi để thực hiện.
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Độ ưu tiên của tiến trình
IDLE_PRIORITY_CLASS: chỉ được thực hiện khi không còn tiến
trình nào sử dụng CPU
NORMAL_PRIORITY_CLASS: được quyền sử dụng CPU theo
thời gian phân chia. Đây là độ ưu tiên mặc định cho tiến trình khi
mới tạo lập
HIGH_PRIORITY_CLASS: Tiến trình được dành quyền sử dụng
CPU từ các tiến trình thuộc lớp Normal ngay khi cần
REALTIME_PRIORITY_CLASS: Có độ ưu tiên cao nhất, được
sử dụng CPU bất kỳ lúc nào
ABOVE_NORMAL_PRIORITY_CLASS (chỉ có trong Windows
2000 trở lên): cao hơn NORMAL nhưng thấp hơn HIGH priority
BELOW_NORMAL_PRIORITY_CLASS (chỉ có trong Windows
2000 trở lên): cao hơn IDLE nhưng thấp hơn NORMAL priority
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Độ ưu tiên của tiểu trình
Mỗi tiểu trình có 1 độ ưu tiên được xác lập từ
0 (thấp nhất) đến 31 (cao nhất), giá trị này
gọi là Base Priority
Base Priority là giá trị độ ưu tiên của tiểu
trình tính trên toàn hệ thống
Base Priority được xác định bởi:
Độ ưu tiên của tiến trình chứa nó
Mức độ ưu tiên của tiểu trình bên trong tiến trình
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Độ ưu tiên của tiểu trình trong
tiến trình
THREAD_PRIORITY_LOWEST (-2): thấp hơn 2
điểm so với độ ưu tiên NORMAL
THREAD_PRIORITY_BELOW_NORMAL (-1): thấp
hơn 1
điểm so với độ ưu tiên NORMAL
THREAD_PRIORITY_NORMAL: độ ưu tiên ngang
với độ ưu tiên của tiến trình
THREAD_PRIORITY_ABOVE_NORMAL (+1): cao
hơn 1 điểm so với độ ưu tiên NORMAL
THREAD_PRIORITY_HIGHEST (+2): cao hơn 2
điểm so với độ ưu tiên NORMAL
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Độ ưu tiên của tiểu trình trong
tiến trình
Theo mặc định một tiểu trình vừa mới được
tạo ra sẽ có độ ưu tiên
THREAD_PRIORITY_NORMAL
Ta có thể xác định độ ưu tiên của tiểu trình
bằng cách gọi hàm GetThreadPriority
Ứng dụng có thể tăng hay giảm ưu tiên của
tiểu trình bằng cách gọi hàm
SetThreadPriority
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Bảng 32 mức ưu tiên
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Bảng 32 mức ưu tiên tt …
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Chuyển đổi ngữ cảnh
Để chuyển đổi xử lý từ tiểu trình này sang tiểu trình
khác trong hàng đợi, hệ thống phải thực hiện việc
chuyển đổi ngữ cảnh:
Sao lưu ngữ cảnh của tiểu trình tạm ngưng xử lý.
Đưa tiểu trình này vào hàng đợi hệ thống có độ ưu tiên
tương ứng với độ ưu tiên xử lý của tiểu trình.
Xác định tiểu trình sẵn sàng trong hàng đợi có độ ưu tiên
xử lý cao nhất.
Nạp thông tin ngữ cảnh của tiểu trình được chọn vào hệ
thống, xoá bỏ tiểu trình này trong hàng đợi hệ thống và
thực thi tiểu trình này.
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Chuyển đổi ngữ cảnh
Việc chuyển đổi ngữ cảnh chỉ được thực hiện
trong ba tình huống:
Khi thời gian xử lý của một tiểu trình đã hết.
Khi tiểu trình đang xử lý phải chuyển sang trạng
thái chờ, nó phải từ bỏ thời gian xử lý còn lại.
Một tiểu trình có độ ưu tiên xử lý cao hơn vừa từ
trạng thái chờ (block, suspend) chuyển sang
trạng thái sẵn sàng.
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
