多线程模型:一对一模型、多对一模型和多对多模型

2024-06-09 11:18
文章标签 模型 多线程 一对一

本文主要是介绍多线程模型:一对一模型、多对一模型和多对多模型,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

迄今为止,我们只是泛泛地讨论了线程。不过,有两种不同方法来提供线程支持:用户层的用户线程或内核层的内核线程。

用户线程位于内核之上,它的管理无需内核支持;而内核线程由操作系统来直接支持与管理。几乎所有的现代操作系统,包括 Windows、Linux、Mac OS X 和 Solaris,都支持内核线程。

最终,用户线程和内核线程之间必然存在某种关系。本节研究三种常用的建立这种关系的方法:多对一模型、一对一模型和多对多模型。

多对一模型

多对一模型
图 1 多对一模型


多对一模型(图 1)映射多个用户级线程到一个内核线程。

线程管理是由用户空间的线程库来完成的,因此效率更高。不过,如果一个线程执行阻塞系统调用,那么整个进程将会阻塞。再者,因为任一时间只有一个线程可以访问内核,所以多个线程不能并行运行在多处理核系统上。

Green threads 线程库为 Solaris 所采用,也为早期版本的 Java 所采纳,它就使用了多对一模型。然而,现在几乎没有系统继续使用这个模型,因为它无法利用多个处理核。

一对一模型

一对一模型
图 2 一对一模型


一对一模型(图 2)映射每个用户线程到一个内核线程。

该模型在一个线程执行阻塞系统调用时,能够允许另一个线程继续执行,所以它提供了比多对一模型更好的并发功能;它也允许多个线程并行运行在多处理器系统上。

这种模型的唯一缺点是,创建一个用户线程就要创建一个相应的内核线程。由于创建内核线程的开销会影响应用程序的性能,所以这种模型的大多数实现限制了系统支持的线程数量。Linux,还有 Windows 操作系统的家族,都实现了一对一模型。

多对多模型

多对多模型
图 3 多对多模型


多对多模型(图 3)多路复用多个用户级线程到同样数量或更少数量的内核线程。内核线程的数量可能与特定应用程序或特定机器有关(应用程序在多处理器上比在单处理器上可能分配到更多数量的线程)。

现在我们考虑一下这些设计对并发性的影响。虽然多对一模型允许开发人员创建任意多的用户线程,但是由于内核只能一次调度一个线程,所以并未增加并发性。虽然一对一模型提供了更大的并发性,但是开发人员应小心,不要在应用程序内创建太多线程(有时系统可能会限制创建线程的数量)。

多对多模型没有这两个缺点:开发人员可以创建任意多的用户线程,并且相应内核线程能在多处理器系统上并发执行。而且,当一个线程执行阻塞系统调用时,内核可以调度另一个线程来执行。

多对多模型的一种变种仍然多路复用多个用户级线程到同样数量或更少数量的内核线程,但也允许绑定某个用户线程到一个内核线程。这个变种,有时称为双层模型(图 4)。


双层模型
图 4 双层模型


Solaris 操作系统在第 9 版以前支持这种双层模型;但从第 9 版后,就使用了一对一模型。

这篇关于多线程模型:一对一模型、多对一模型和多对多模型的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1045026

相关文章

SpringBoot分段处理List集合多线程批量插入数据方式

《SpringBoot分段处理List集合多线程批量插入数据方式》文章介绍如何处理大数据量List批量插入数据库的优化方案:通过拆分List并分配独立线程处理,结合Spring线程池与异步方法提升效率... 目录项目场景解决方案1.实体类2.Mapper3.spring容器注入线程池bejsan对象4.创建

Python多线程实现大文件快速下载的代码实现

《Python多线程实现大文件快速下载的代码实现》在互联网时代,文件下载是日常操作之一,尤其是大文件,然而,网络条件不稳定或带宽有限时,下载速度会变得很慢,本文将介绍如何使用Python实现多线程下载... 目录引言一、多线程下载原理二、python实现多线程下载代码说明:三、实战案例四、注意事项五、总结引

Python多线程应用中的卡死问题优化方案指南

《Python多线程应用中的卡死问题优化方案指南》在利用Python语言开发某查询软件时,遇到了点击搜索按钮后软件卡死的问题,本文将简单分析一下出现的原因以及对应的优化方案,希望对大家有所帮助... 目录问题描述优化方案1. 网络请求优化2. 多线程架构优化3. 全局异常处理4. 配置管理优化优化效果1.

Qt中实现多线程导出数据功能的四种方式小结

《Qt中实现多线程导出数据功能的四种方式小结》在以往的项目开发中,在很多地方用到了多线程,本文将记录下在Qt开发中用到的多线程技术实现方法,以导出指定范围的数字到txt文件为例,展示多线程不同的实现方... 目录前言导出文件的示例工具类QThreadQObject的moveToThread方法实现多线程QC

RabbitMQ消费端单线程与多线程案例讲解

《RabbitMQ消费端单线程与多线程案例讲解》文章解析RabbitMQ消费端单线程与多线程处理机制,说明concurrency控制消费者数量,max-concurrency控制最大线程数,prefe... 目录 一、基础概念详细解释:举个例子:✅ 单消费者 + 单线程消费❌ 单消费者 + 多线程消费❌ 多

Javaee多线程之进程和线程之间的区别和联系(最新整理)

《Javaee多线程之进程和线程之间的区别和联系(最新整理)》进程是资源分配单位,线程是调度执行单位,共享资源更高效,创建线程五种方式:继承Thread、Runnable接口、匿名类、lambda,r... 目录进程和线程进程线程进程和线程的区别创建线程的五种写法继承Thread,重写run实现Runnab

使用Python实现可恢复式多线程下载器

《使用Python实现可恢复式多线程下载器》在数字时代,大文件下载已成为日常操作,本文将手把手教你用Python打造专业级下载器,实现断点续传,多线程加速,速度限制等功能,感兴趣的小伙伴可以了解下... 目录一、智能续传:从崩溃边缘抢救进度二、多线程加速:榨干网络带宽三、速度控制:做网络的好邻居四、终端交互

详解如何使用Python从零开始构建文本统计模型

《详解如何使用Python从零开始构建文本统计模型》在自然语言处理领域,词汇表构建是文本预处理的关键环节,本文通过Python代码实践,演示如何从原始文本中提取多尺度特征,并通过动态调整机制构建更精确... 目录一、项目背景与核心思想二、核心代码解析1. 数据加载与预处理2. 多尺度字符统计3. 统计结果可

SpringBoot整合Sa-Token实现RBAC权限模型的过程解析

《SpringBoot整合Sa-Token实现RBAC权限模型的过程解析》:本文主要介绍SpringBoot整合Sa-Token实现RBAC权限模型的过程解析,本文给大家介绍的非常详细,对大家的学... 目录前言一、基础概念1.1 RBAC模型核心概念1.2 Sa-Token核心功能1.3 环境准备二、表结

python多线程并发测试过程

《python多线程并发测试过程》:本文主要介绍python多线程并发测试过程,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录一、并发与并行?二、同步与异步的概念?三、线程与进程的区别?需求1:多线程执行不同任务需求2:多线程执行相同任务总结一、并发与并行?1、