基于nachos系统开发的课设作业 ——Project 1 .5

最新推荐文章于 2022-01-30 14:25:12 发布

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#线程 #java-nacho

本文介绍了基于nachos系统开发的课设作业Project 1的第五问，主要涉及优先级调度器PriorityScheduler的实现。内容包括如何处理优先级反转问题，使用大根堆来存储线程及其优先级，以及ThreadState和PriorityQueue两个内部类的功能。文章详细讲解了setPriority、waitForAccess、acquire等方法的作用，并阐述了线程调度的逻辑和Lock类的release方法。测试结果显示，优先级反转成功，调度器能够正确选择拥有锁的线程进行执行。

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基于nachos系统开发的课设作业 ——Project 1 的第五问:

题目要求先是完成PriorityScheduler类在Nachos中实现优先级调度。首先在这种调度下，每次调度程序从就绪队列中应该选择优先级最高的那个。此处会出现一种需要我们解决的问题：优先级反转——持有锁的线程的优先级低于就绪队列中的其他线程，则我们将最高优先级暂时性地赋予给之，低优先级的lockholder变成高优先级线程（暂时性），在代码中我们除了priority属性，特设有EffectivePriority一属性，在优先级反转过程中用到该变量。

接下来是实现过程：
首先实现基本的优先级调度：分析PriorityScheduler类，发现其中又包含了两个内部类：
1）PriorityQueue，其注释为——根据优先级将线程分类。我们用一个大根堆来存储所有的线程及其优先级，每次其堆顶是优先级最高的线程，我们将将KTread对象与其相应的优先级（EffectivePriority）加入大根堆中，根据优先级大小排序。该类主要需实现的方法有nextThread()、pickNextThread（）。
2）：ThreadState——保存一个线程和它的优先级、EffectivePriority、waitQueue。主要需要实现的方法：getEffectivePriority（）、setPriority(int priority)、waitForAccess(PriorityQueue waitQueue)、acquire()。
逐一实现：此处对一些较为复杂的实现方法进行说明：ThreadState中的setPriority方法：当我们设置一个线程的优先级时，如果该线程原先的优先级小于重新设置的，则需要更改EffectivePriority，此时大根堆需要刷新一遍。并且如果此时的锁具有拥有者且其优先级低于新设置值，说明在堆中（即就绪队列）存在比lockholder高优先级的线程，要对lockholder进行优先级反转。waitForAccess(PriorityQueue waitQueue)方法：获得就绪队列，向其加入线程，当就绪队列满足优先级