17、高效用户级线程管理与有限反馈中继选择技术解析

高效用户级线程管理与有限反馈中继选择技术解析

1. 高效用户级线程管理

在现代计算系统中，用户级线程管理对于提升系统性能至关重要。这里将介绍一种通用的用户级线程管理方案，并通过实验评估其在不同工作负载下的性能表现。

1.1 性能模型

首先来看性能模型。有三个重要的性能指标：$T(P)_i$、$T(F)_i$ 和 $T(M)_i$，其中 $i$ 表示请求服务的系统调用数量。它们分别代表了 pthread、FlexSC 和 MyUT 的性能模型。$T(x)_i$ 表示处理多个系统调用的总时间，$P_k$ 和 $E_k$ 分别表示系统调用处理程序的前言和后记时间，$W$ 表示阻塞系统调用的等待时间，$O_c$ 表示由于系统调用处理程序阻塞而导致的额外上下文切换开销。

$T(P) i$ 每个系统调用使用一个内核级线程，$T(M)_i$ 采用 NWS（非等待策略）。由于等待周期与前言和后记周期重叠，$T(P)_i$ 和 $T(M)_i$ 不包括所有阻塞系统调用的等待时间总和。此外，$T(M)_i$ 在特定的单个内核级线程上处理多个系统调用，因此不包括 $O_c$。具体公式如下：
[
\sum {k = 1}^{i} (P_k + E_k + W) = T(F) i
]
[
\sum {k = 1}^{i} (P_k + E_k) + W = T(M)_i
]

1.2 实验环境

实验环境采用 2.8 GHz 的 Intel i7 四核处理器，每个处理器拥有 512 KB 的私有 L2 缓存和 8 MB 的共享 L3 缓存，