第一章
印象:
硬件PCI/ISA的架構(gòu)
North Bridge相當(dāng)于人的心臟,連接所有高速設(shè)備,CPU ->大腦
南橋芯片則負(fù)責(zé)低速設(shè)備連接
SMP
中間層 是解決很多問(wèn)題的大方向
Any problem in computer science can be resolved by another layer of indirection
CPU密集型 IO密集型
這兩種類(lèi)型的Process,理論上優(yōu)先級(jí)高的,也就是說(shuō)最應(yīng)該先得到CPU的是IO密集型
通俗的理解應(yīng)該是IO密集型做完事情花的CPU時(shí)間最少,然后就會(huì)等待IO設(shè)備的反應(yīng),這樣可以讓設(shè)備性能最大化
Memory
分段分頁(yè) MMU
線(xiàn)程安全和線(xiàn)程模型
其中線(xiàn)程安全有兩件事情要注意
Semaphore
Mutex
上面這兩個(gè)可以做成全局的,并不一定是By Process的,例如POSIX pthread在
對(duì)Mutex做attr設(shè)定的時(shí)候就可以指定為 shared process
也就是說(shuō)一個(gè)Process可以加鎖,另外一個(gè)可以釋放他。
另外這種Mutex必須處在共享內(nèi)存中,否則沒(méi)辦法訪問(wèn)。有親緣關(guān)系的Process可以通過(guò)mmap一個(gè)匿名映射做到
anyway有很多方式了。
Critical Section
這個(gè)是Inter Process的東西。
關(guān)于線(xiàn)程互斥的lock的問(wèn)題
RW lock就是對(duì)普通lock記錄兩個(gè)狀態(tài)來(lái)供read or write操作選擇
屬于線(xiàn)程本身的東西 TLS/Stack/Register
有時(shí)候編譯器會(huì)為了做優(yōu)化
內(nèi)存和寄存器的數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)不sync的狀態(tài)。
即使你用lock來(lái)做保護(hù),也不一定能OK。然后volatile就出現(xiàn)了。
volatile最主要的作用就是thread內(nèi)保證編譯器不要做優(yōu)化,防止這種不sync帶來(lái)的問(wèn)題。
一般是這樣例如x變量,thread_1讀到x變量放到了寄存器中,因?yàn)榭赡荞R上會(huì)再訪問(wèn)它,那么對(duì)x進(jìn)行操作后就不會(huì)寫(xiě)回內(nèi)存
這樣即使你加了lock,這個(gè)時(shí)候lock也被釋放掉了(操作完成),但是結(jié)果未能Sync,那么thread 2來(lái)訪問(wèn)x的時(shí)候,在內(nèi)存
中拿到的值就變成dirty狀態(tài)了。
另外一種過(guò)度優(yōu)化就是CPU做的優(yōu)化,有些上下語(yǔ)義無(wú)關(guān)的指令,CPU有可能會(huì)調(diào)整運(yùn)行順序。
書(shū)中有個(gè)經(jīng)典樣例
一段 Singleton pattern的double-check的代碼
volatile T* pInst = NULL;
T* getInstance()
{
if (pInst == NULL)
{
lock();
if (pInst == NULL)
pInst = new T();
unlock();
}
return pInst;
}
這里有兩點(diǎn)
第一,double-check 也就是雙if能避免過(guò)多的無(wú)用的get lock,降低消耗
對(duì)臨界區(qū)需要做保護(hù)的資源,可以提前去取狀態(tài),如果符合自己的預(yù)期,而且短時(shí)間不會(huì)有變化,那么就不用去拿鎖了
不知道為啥我想到了unlikely,但仔細(xì)想一下,功能完全不同。
第二點(diǎn)也就是要說(shuō)的CPU的過(guò)度優(yōu)化
這里已經(jīng)是聲明volatile了,所以沒(méi)有寄存器和內(nèi)存不sync的問(wèn)題
但是由于這里new需要先 malloc出空間,然后call T的constructor。
所以有可能會(huì)發(fā)生這種情況,malloc出空間后,把地址付給pInst,然后去做初始化;
這樣就有可能另外一個(gè)線(xiàn)程取得的object是沒(méi)有被完全初始化好的,是否會(huì)出問(wèn)題depend on T的具體實(shí)現(xiàn)了。
許多CPU提供了barrier指令用來(lái)解決上面提到的問(wèn)題。
線(xiàn)程模型
這個(gè)東西,我看了下,開(kāi)始沒(méi)看明白,這邊書(shū)這個(gè)東西沒(méi)講清楚,后來(lái)去網(wǎng)上找了些資料。用戶(hù)線(xiàn)程和內(nèi)核線(xiàn)程的對(duì)應(yīng)關(guān)系取決于調(diào)度單位。
也就是說(shuō)內(nèi)核把什么東西當(dāng)做一個(gè)調(diào)度單位
拿Linux來(lái)說(shuō)吧,Process是線(xiàn)程集和資源集
調(diào)度的時(shí)候,那些共享資源的Task(thread)之間的調(diào)度肯定比那些跨Process不共享資源的thread做context switch消耗的資源
多得多。
基于調(diào)度消耗之類(lèi)的考量
模型分為下面幾種
一對(duì)一,也就是說(shuō) user space create出來(lái)的線(xiàn)程就是和kernel的調(diào)度單位相同,稱(chēng)一一對(duì)應(yīng)
一對(duì)多,應(yīng)該是這樣一種情況,kernel看到的是Process,userspace自己實(shí)現(xiàn)出來(lái)自己的thread,這個(gè)thread,kernel是不知道的
調(diào)度的時(shí)候kernel負(fù)責(zé)分批CPU給他能看到的Process,上層userspace自己來(lái)調(diào)度分配這個(gè)Process獲得的CPU time給這個(gè)process中的
各個(gè)線(xiàn)程。
這樣的分配就可以保證在一定的時(shí)間內(nèi)只需要做一些register和stack的切換,不會(huì)有memory等等的switch。
壞處是上面的thread只要一個(gè)被suspend,那么這個(gè)Process里面的其他thread也就被suspend住了,一般上層調(diào)度程序
不會(huì)假定其他的thread能run,所以一般會(huì)是kernel把CPU time給其他process
多對(duì)多,就是一種混合的情況了,我想到了Android,但是Android是一對(duì)一模型,dalvik會(huì)保證Java thread對(duì)應(yīng)下面一個(gè)
native thread,想說(shuō)的是,這種虛擬機(jī)架構(gòu)可以做成多對(duì)多的樣子,一個(gè)native thread run一個(gè)JVM,JVM開(kāi)出來(lái)很多Java Thread,
JVM負(fù)責(zé)調(diào)度這些Java Thread,Native負(fù)責(zé)調(diào)度JVM所在的Thread。
不知道我有沒(méi)有講錯(cuò)。