Çekirdek İş Parçacıkları

Bölüm 4: İş Parçacıkları
Operating System Concepts with Java – 8th Edition
14.1
Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009
Bölüm 4: İş Parçacıkları
 Genel Bakış
 Çoklu İş Parçacığı Modelleri
 İş Parçacığı Kütüphaneleri
 İş Parçacıkları ile İlgili Meseleler
 İşletim Sistemi Örnekleri
Operating System Concepts with Java – 8th Edition
14.2
Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009
Hedefler
 İş parçacığı kavramını tanıtmak
 Pthreads, Win32, ve Java iş parçacığı kütüphanelerinin tanıtımı
 Çok iş parçacıklı programlamada ortaya çıkan meselelerin irdelenmesi
Operating System Concepts with Java – 8th Edition
14.3
Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009
Tek ve Çok İş Parçacıklı İşlemler
Operating System Concepts with Java – 8th Edition
14.4
Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009
Faydalar
 Cevap Verebilirlik (Responsiveness)
 Kaynak Paylaşımı (Resource Sharing)
 Ekonomi (Economy)
 Ölçeklenebilirlik (Scalability)
Operating System Concepts with Java – 8th Edition
14.5
Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009
Çok İş Parçacıklı Sunucu Mimarisi
Operating System Concepts with Java – 8th Edition
14.7
Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009
Kullanıcı İş Parçacıkları
 İş parçacığı yönetimi kullanıcı seviyesinde tanımlı iş parçacığı
kütüphaneleri ile sağlanır
 Üç ana iş parçacığı kütüphanesi:

POSIX Pthreads

Win32 iş parçacıkları

Java iş parçacıkları
Operating System Concepts with Java – 8th Edition
14.10
Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009
Çekirdek İş Parçacıkları
 Çekirdek tarafından yönetilir, Kullanıcı modu ile kernel modu geçişleri
maliyetlidir.
 Örnekler

Windows XP/2000

Linux

Mac OS X
Operating System Concepts with Java – 8th Edition
14.11
Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009
Çoklu İş Parçacığı Modelleri
 Çoktan-Teke (Many-to-One)
 Teke-Tek (One-to-One)
 Çoktan-Çoka (Many-to-Many)
Operating System Concepts with Java – 8th Edition
14.12
Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009
Çoktan-Teke (Many-to-One)
 Pek çok kullanıcı seviyesindeki iş parçacığı tek bir çekirdek iş parçacığı
ile eşleşir
 Çoklu işlemcikleri desteklemeyen
çekirdeklerde kullanılır.
Operating System Concepts with Java – 8th Edition
14.13
Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009
Teke-Tek (One-to-One)
 Her bir kullanıcı seviyesi iş parçacığı tek bir çekirdek iş parçacığı ile
eşleşir
 Örnekler

Windows NT/XP/2000

Linux

Solaris 9 ve sonrası
Operating System Concepts with Java – 8th Edition
14.15
Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009
Çoktan-Çoka (Many-to-Many)
 Pek çok kullanıcı seviyesi iş parçacığı pek çok çekirdek iş parçacığı
ile eşleşir
 İşletim sisteminin yeterince çekirdek iş parçacığı oluşturmasını
sağlar
 ThreadFiber paketi ile Windows NT/2000
Operating System Concepts with Java – 8th Edition
14.17
Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009
İş Parçacığı Kütüphaneleri
 İş parçacığı kütüphanesi programcıya iş parçacıklarının
oluşturulmasını ve yönetilmesini sağlayan bir API sunar
 Gerçekleştirim için iki temel yol

Kütüphane tamamen kullanıcı alanında

İşletim sistemi tarafından desteklenen çekirdek seviyesinde
kütüphane
Operating System Concepts with Java – 8th Edition
14.21
Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009
Pthreads
 Kullanıcı seviyesinde veya çekirdek seviyesinde sunulabilir
 İş parçacığı oluşturmak ve iş parçacıklarının senkronizasyonunu
sağlamak için bir POSIX standardı (IEEE 1003.1c)
 UNIX işletim sistemlerinde genel olarak kullanılıyor (Solaris, Linux,
Mac OS X)
Operating System Concepts with Java – 8th Edition
14.22
Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009
Pthreads Example
 All Pthreads programs must include the pthread.h
header file.
 The statement pthread_t tid declares the identifier
for the thread we will create.
 Each thread has a set of attributes, including stack size
and scheduling information.
 A separate thread is created with the
pthread_create() function call.
Pthreads Example
 the program has two threads:

the initial (or parent) thread in main()

and the summation (or child) thread performing the
summation operation in the runner() function.
 This program follows the fork-join strategy described
earlier: after creating the summation thread, the parent
thread will wait for it to terminate by calling the pthread
join() function.
 The summation thread will terminate when it calls the
function pthread exit().
 Once the summation thread has returned, the parent
thread will output the value of the shared data sum.
Pthreads Example
Pthreads Example (Cont.)
Windows threads
 The technique for creating threads using the Windows
thread library is similar to the Pthreads technique in
several ways.
 Threads are created in the Windows API using the
CreateThread() function, a set of attributes for the thread
is passed to this function.
 We illustrate the Windows thread API in the C program.
 Notice that we must include the windows.h header file
when using the Windows API.
 NOTE: the DWORD data type is an unsigned 32-bit
integer
Windows threads
 Recall that the POSIX Pthread program had the parent
thread wait for the summation thread using the pthread
join() statement.
 We perform the equivalent of this in the Windows API
using the WaitForSingleObject() function, which causes
the creating thread to block until the summation thread
has exited.
 In situations that require waiting for multiple threads to
complete, the WaitForMultipleObjects() function is used.
Win32 threads Example
Win32 API Multithreaded C Program (Cont.)
İş Parçacıkları ile İlgili Mevzular
 Hedef iş parçacığının iptali

Asenkron veya ertelenen
 İş parçacığı havuzları
Operating System Concepts with Java – 8th Edition
14.30
Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009
İş Parçacığı İptali
 Bir iş parçacığının işi bitmeden sonlandırılması
 İki genel yaklaşım:

Asenkron iptal hedef iş parçacığını anında iptal eder

Ertelenen iptal hedef iş parçacığının düzenli olarak iptal
edilmesi gerekip gerkmediğini kontrol etmesini sağlar
Operating System Concepts with Java – 8th Edition
14.32
Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009
İş Parçacığı Havuzları
 Bir havuzda, kendilerine atanacak işleri beklemek üzere belli sayıda iş
parçacığı oluştur
 Avantajlar:

Genellikle varolan bir iş parçacığı ile bir isteği gerçekleştirmek,
yeni bir iş parçacığı oluşturarak gerçekleştirmekten biraz daha
hızlı

Uygulamalardaki iş parçacıklarının sayısı iş parçacığı havuzunun
boyutu ile sınırlandırılır
Operating System Concepts with Java – 8th Edition
14.34
Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009