操作系统多线程调度

进程：拥有资源的基本单位

• 多线程环境中进程的定义

是操作系统进行的资源分配和保护的基本单位，它有独立的虚拟地址空间，用来容纳进程映象（与进程关联的程序和数据），并以进程为单位对各种资源实施保护，如：受保护的访问cpu,文件，外部设备，和其他进程（这个属于进程间通信）。

• 进程控制块PCB

每个进程有且仅有一个PCB,用来存储进程的标识信息，线程信息和控制信息。

• 进程队列

处于同一状态的所有PCB组织在一起的数据结构称为进程队列。如：运行队列、就绪队列、等待队列。

线程：CPU能调度和分派的基本单位

• 多线程环境中线程的定义

线程是操作系统进程中能够并发执行的任务的实体，是cpu调度和分派的基本单位。

每个进程中可以包含多个可以并非执行的线程。线程自己基本不拥有系统资源，只有少量的必不可少的资源：程序计数器、一组寄存器、栈。同属于一个进程的线程共享进程所拥有的主存空间和资源。

• 线程状态

新建状态、就绪状态、运行状态、阻塞状态及死亡状态。

操作系统调度

• 高级调度（也称作业调度、长程调度）

根据作业调度算法从外存中处于后备队列的作业调入内存，并为他们分配资源、创建作业相应进程，作业完成后也做一些善后工作，如：关闭文件等。

• 低级调度（也称进程/线程调度、短程调度）

根据调度算法从就绪队列中选择一个进程或线程让它获取CPU使用权，执行任务。

非剥夺式（非抢占式）：调度程序一旦把CPU分配给某个进程/线程后，其就会一直占用CPU使用权，直到执行完成或发生某些事件不能运行时，才会将CPU分配其他进程或线程。适用于批处理系统。

剥夺式（抢占式）：当一个进程或线程在使用CPU时，调度算法可以根据某种规则将CPU分配给其他进程或线程。适用于分时系统和实时系统中。

• 中级调度（平衡调度，中程调度）

涉及进程在内外存间的交换，当主存资源紧缺时将暂不运行的进程从内存调至外存，此时这个进程处于“挂起”状态；当进程又具备运行条件且主存资源有空闲时，再将进城从外存调至内存。中级调度的主要目的是提高内存利用率和系统吞吐量。

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低级调度是各类操作系统必备的，在纯粹的分时系统或实时系统中，通常不需高级调度。一般系统都有高级调度和低级调度；功能完善的系统引入了中级调度。

调度算法

• 先来先服务（First Come First Served，FCFS ）
• 最短作业（进程）优先（SJF：Shortest Job First SPF：Shortest Process First）
• 响应比最高者优先算法（HRRF:Highest Response Ratio First）
• 优先级调度算法
• 时间片轮转调度算法(Round Robin，RR)
• 多级反馈队列调度算法（MLFQ：Multi-level Feedback Queue）

现在所有的桌面操作系统和服务器操作系统都是使用抢占式调度。但像手机这种小型设备使用写作式调度，这样时，一个线程只有调用了yield方法或阻塞或等待时，线程才失去控制权。

在多核CPU中，每个CPU运行一个线程，所以同时可以运行多个线程，真正并行。如果线程数多于CPU数，调度器依然采用时间片机制。