ch2.4线程及其实现
线程实例实验报告总结
一、实验目的本次实验旨在通过实例操作，深入了解线程的概念、创建、同步与通信机制，以及线程在实际编程中的应用。
通过实验，提高对线程的理解和运用能力，为以后开发多线程程序打下坚实基础。
二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 开发工具：Visual Studio 20193. 编程语言：C#三、实验内容1. 线程的基本概念线程是程序执行的最小单位，是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。
线程具有以下特点：（1）线程是轻量级的，创建、销毁线程的开销较小。
（2）线程共享进程的资源，如内存、文件等。
（3）线程之间可以并发执行。
2. 线程的创建在C#中，可以使用以下方式创建线程：（1）使用Thread类```csharpThread thread = new Thread(new ThreadStart(MethodName));thread.Start();```（2）使用lambda表达式```csharpThread thread = new Thread(() => MethodName());thread.Start();```（3）使用匿名方法```csharpThread thread = new Thread(delegate () { MethodName(); });thread.Start();```3. 线程的同步线程同步是指多个线程在执行过程中，为了防止资源冲突而采取的协调机制。
C#提供了以下同步机制：（1）互斥锁（Mutex）```csharpMutex mutex = new Mutex();mutex.WaitOne();// 线程同步代码mutex.ReleaseMutex();```（2）信号量（Semaphore）```csharpSemaphore semaphore = new Semaphore(1, 1);semaphore.WaitOne();// 线程同步代码semaphore.Release();```（3）读写锁（ReaderWriterLock）```csharpReaderWriterLock rwlock = new ReaderWriterLock();rwlock.AcquireReaderLock();// 读取操作rwlock.ReleaseReaderLock();```4. 线程的通信线程通信是指线程之间传递消息、共享数据的过程。
createthread执行流程
根据你提供的主题“createthread执行流程”，我将会针对这个主题进行全面评估，并撰写一篇高质量、深度和广度兼具的中文文章。
一、createthread执行流程1. 创建线程的基本概念在计算机科学领域中，线程是指在进程内并发执行的流程。
它是操作系统能够进行运算调度的最小单位，它也是程序执行时的最小单位。
线程间的共享内存和进程间的位置区域空间是线程的关键特性。
通过创建线程，程序可以实现并行处理，提高程序的运行效率。
2. createthread函数的调用在许多操作系统中，包括Windows和Linux，都提供了用于创建线程的函数。
在Windows中，使用CreateThread函数可以创建一个新的线程。
在Linux中，使用pthread_create函数可以实现相同的功能。
这些函数接受不同的参数，但其基本执行流程大致相似。
3. createthread执行流程详解a. 参数传递：在调用createthread函数时，需要传入线程函数的位置区域以及需要传递给线程函数的参数。
b. 线程创建：操作系统会为新的线程分配资源，并将线程函数的位置区域和参数传递给新线程。
c. 线程执行：新的线程开始执行线程函数中的代码，完成相应的任务。
d. 线程结束：线程执行完毕后，操作系统会回收线程的资源，结束线程的执行。
4. 锁和同步问题在多线程编程中，经常面临锁和同步的问题。
由于多个线程可能同时访问共享资源，容易导致数据的不一致性和竞争条件。
在使用createthread函数创建线程时，需要考虑如何使用锁和同步机制来保证多线程程序的正确性和稳定性。
二、总结与回顾通过对createthread执行流程的深入探讨，我们可以更好地理解线程的创建和执行过程。
在多线程编程中，合理地使用createthread函数可以充分发挥多核处理器的性能优势，提高程序的运行效率。
需要注意锁和同步等问题，以避免多线程编程中常见的并发问题。
三、个人观点和理解在我看来，对createthread执行流程的深入理解对于进行多线程编程至关重要。
第2章 JSP语法基础 2.3 JSP指令元素、2.4 JSP动作元素
第2章 JSP语法基础
2.3 JSP指令元素 2.4 JSP动作元素
JSP开发案例教程
本章内容
01 脚本元素 03 JSP指令元素
02 案例ch2.2_datetime： 时间格式化
04 JSP动作元素
05 案例ch2.5_include： 框架类型网页
06 小结与练习
2.3 JSP指令元素
指定在当前页
4
session
中是否允许 10 isThreadSafe 指定是否线程安全
session操作
5
buffer
指定处理页面 输出内容时的 11 缓冲区大小
autoFlush
是定当缓冲区满时是 否自动清空
指定当前页面
说明当前页面是否为
6
errorPage 运行异常时调 12 isErrorPage 其他页面的异常处理
该JSP动作表示获取或创建一个名称为guess的、属于类com.GuessNumber的、生命周期 为session的对象，详见本书案例ch5.4_guessNumber（猜数游戏）。
JSP开发案例教程
所有的动作元素需要两个属性：
id属性
id属性是动作元素的唯一标识，可以在 JSP页面中被引用。动作元素创建的id值 可以通过PageContext来调用。
可以使用绝对或相对URL。 ✓ tagDir属性指示前缀将被用于标识在WEB-INF/tags目录下的标签文件。
2.4 JSP动作元素
JSP开发案例教程
2.4 JSP动作元素
JSP动作元素
➢ JSP动作利用XML语法格式的标记，来控制JSP容器Servlet引擎的行为。 ➢ 利用JSP动作可以动态地插入文件、重用JavaBean组件、把用户重定向到另外的页面、为Java插件
JAVA多线程实现和应用总结
JAVA多线程实现和应用总结最近在做代码优化时学习和研究了下JAVA多线程的使用，看了菜鸟们的见解后做了下总结。
1.JAVA多线程实现方式JAVA多线程实现方式主要有三种：继承Thread类、实现Runnable接口、使用ExecutorService、Callable、Future实现有返回结果的多线程。
其中前两种方式线程执行完后都没有返回值，只有最后一种是带返回值的。
2.继承Thread类实现多线程继承Thread类的方法尽管被我列为一种多线程实现方式，但Thread本质上也是实现了Runnable接口的一个实例，它代表一个线程的实例，并且，启动线程的唯一方法就是通过Thread类的start()实例方法。
start()方法是一个native方法，它将启动一个新线程，并执行run()方法。
这种方式实现多线程很简单，通过自己的类直接extend Thread，并复写run()方法，就可以启动新线程并执行自己定义的run()方法。
例如：public class MyThread extends Thread {public void run() {System.out.println("MyThread.run()");}}在合适的地方启动线程如下：MyThread myThread1 = new MyThread();MyThread myThread2 = new MyThread();myThread1.start();myThread2.start();3.实现Runnable接口方式实现多线程如果自己的类已经extends另一个类，就无法直接extends Thread，此时，必须实现一个Runnable接口，如下：public class MyThread extends OtherClass implements Runnable {public void run() {System.out.println("MyThread.run()");}}为了启动MyThread，需要首先实例化一个Thread，并传入自己的MyThread实例：MyThread myThread = new MyThread();Thread thread = new Thread(myThread);thread.start();事实上，当传入一个Runnable target参数给Thread后，Thread的run()方法就会调用target.run()，参考JDK源代码：public void run() {if (target != null) {target.run();}}4.使用ExecutorService、Callable、Future实现有返回结果的多线程ExecutorService、Callable、Future这个对象实际上都是属于Executor框架中的功能类。
2.4 线程及其实现
单线程结构进程的问题
• • • • • 进程切换开销大 进程通信代价大 进程间的并发性粒度较粗，并发度不高 不适合并行计算和分布并行计算的要求 不适合客户/服务器计算的要求
例如：对于基于同数据区的同时多请求应用， 这种结构的进程并不能达到提高效率的目的， 如文件服务器
问题的解决
• 按照需求在同一进程中设计出多条控制 流；多控制流之间可以并行执行；多控 制流切换不需要通过进程调度；多控制 流之间还可以通过内存区直接通信，降 低通信开销 ——多线程结构进程 multiple threaded process
用 户 空 间 线程库 内 核 空 间
用 户 空 间
P 1）内核级 线程 ULT
P 2）用户级 线程 KLT
P
内 核
• 纯内核级线程设施中，线程管理的所有 工作由操作系统内核做。内核专门提供 KLT API，应用程序区不需要有线程管 理代码。 • Windows NT 和 OS/2都是采用这种方 法的例子。
• 基于上述两种线程包可把线程的实现分为三 类 ： 用户级线程（ULT） 内核级线程（KLT） 混合式线程
并发多线程程序设计的优点
• 快速线程切换。 • 减少（系统）管理开销。 •(线程）通信易于实现。 • 并行程度提高。 • 节省内存空间。
多线程技术的应用
进程中线程多种组织方式： （1）调度员／工作者模式 （2）组模式 （3）流水线模式 多线程技术的应用： 前台和后台工作，C/S应用模式，用户 界面设计等
内核级线程主要优点
• 多处理器上，内核能同时调度同一进 程中多个线程并行执行。 • 进程中的一个线程被阻塞了，内核能 调度同一进程的其它线程占有处理器 运行。 • 内核线程数据结构和堆栈很小，KLT 切换快,内核自身也可用多线程技术实 现，能提高系统的执行速度和效率。
多线程基础实验报告
一、实验目的1. 理解多线程的概念及其在程序设计中的应用。
2. 掌握在Java中创建和使用线程的基本方法。
3. 学习线程的同步和互斥机制，理解死锁、线程安全等概念。
4. 了解线程的生命周期及其状态转换。
二、实验环境- 操作系统：Windows 10- 开发工具：Eclipse IDE- 编程语言：Java三、实验内容本次实验主要围绕以下内容展开：1. 线程的基本操作：创建线程、启动线程、线程的执行、线程的终止。
2. 线程的同步与互斥：使用synchronized关键字实现线程同步，防止数据竞态。
3. 线程的通信：使用wait()、notify()、notifyAll()方法实现线程间的通信。
4. 线程池：使用ExecutorService创建线程池，提高线程复用率。
5. 线程的生命周期：观察线程的状态转换，理解线程的创建、运行、阻塞、终止等过程。
四、实验步骤1. 创建线程：- 通过继承Thread类创建线程，并重写run()方法。
- 通过实现Runnable接口创建线程，将任务封装在Runnable对象中。
- 使用匿名内部类创建线程。
2. 线程的同步与互斥：- 使用synchronized关键字对共享资源进行加锁，保证同一时间只有一个线程可以访问。
- 使用ReentrantLock类实现线程同步，提供更丰富的锁操作。
3. 线程的通信：- 使用wait()、notify()、notifyAll()方法实现线程间的通信，解决生产者-消费者问题。
4. 线程池：- 使用ExecutorService创建线程池，提高线程复用率。
- 使用Future接口获取线程执行结果。
5. 线程的生命周期：- 使用Thread类的方法观察线程的状态，如isAlive()、getState()等。
五、实验结果与分析1. 创建线程：- 通过继承Thread类、实现Runnable接口和匿名内部类成功创建了线程，并观察到线程的执行。
操作系统程序状态字和程序状态字寄存器
可编辑计算机处理速度，首先发 展起来的是联想存储器系统和 流水线系统，
•前者提出了数据驱动的思想， 后者解决了指令并行执行问题， 都是计算机并行化发展的例子。
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计算机系统结构分类(1)
单指令流单数据流（SISD） 单指令流多数据流（SIMD） 多指令流单数据流（MISD） 多指令流多数据流（MIMD）
EFLAGS的低16位称FLAGS，标 志可划分为三组：状态标志、 控制标志、系统标志。
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程序状态字寄存器(4)
状态标志：使得一条指令的执行结 果影响后面的指令。
算术运算指令使用溢出标志，符号 标志，结果为零标志，辅助进位标 志，进位标志，奇偶校验标志；
串扫描、串比较、循环指令使用ZF 通知其操作结束。
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计算机系统结构分类(2)
单指令流单数据流：一个处理器在一个 存储器中的数据上执行单条指令流。
单指令流多数据流：单条指令流控制多 个处理单元同时执行，每个处理单元包 括处理器和相关的数据存储，一条指令 控制了不同的处理器对不同的数据进行 操作。向量机和阵列机是这类计算机系 统的代表 。
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2.1.2寄存器(1)
计算机系统的处理器包括一组寄 存器，其个数根据机型的不同而 不同，它们构成了一级存储，比 主存容量小 ，但访问速度快。这 组寄存器所存储的信息与程序的 执行有很大关系，构成了处理器 现场。
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寄存器(2)
通用寄存器：
数据寄存器：
基地址寄存器：
I/O地址寄存器：
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处理器状态(2)
处理器处于管理状态时，程序可以 执行全部指令，使用所有资源，具 有改变处理器状态的能力；处理器 处于用户状态时，程序只能执行非 特权指令。
多线程编程之：Linux线程编程
多线程编程之：Linux线程编程9.2 线程编程9.2.1 线程基本编程这里要讲的线程相关操作都是用户空间中的线程的操作。
在Linux中，普通pthread线程库是一套通用的线程库，是由POSIX提出的，因此具有很好的可移植性。
(1)函数解释。
创建线程事实上就是确定调用该线程函数的入口点，这里通常用法的函数是pthread_create()。
在线程创建以后，就开头运行相关的线程函数，在该函数运行完之后，该线程也就退出了，这也是线程退出一种办法。
另一种退出线程的办法是用法函数pthread_exit()，这是线程的主动行为。
这里要注重的是，在用法线程函数时，不能任意用法exit()退出函数举行出错处理，因为exit()的作用是使调用进程终止，往往一个进程包含多个线程，因此，在用法exit()之后，该进程中的全部线程都终止了。
因此，在线程中就可以用法pthread_exit()来代替进程中的exit()。
因为一个进程中的多个线程是分享数据段的，因此通常在线程退出之后，退出线程所占用的资源并不会随着线程的终止而得到释放。
正如进程之间可以用wait()系统调用来同步终止并释放资源一样，线程之间也有类似机制，那就是pthread_join()函数。
pthread_join()可以用于将当前线程挂起来等待线程的结束。
这个函数是一个线程堵塞的函数，调用它的函数将向来等待到被等待的线程结束为止，当函数返回时，被等待线程的资源就被收回。
前面已提到线程调用pthread_exit()函数主动终止自身线程。
但是在无数线程应用中，常常会碰到在别的线程中要终止另一个线程的执行的问题。
此时调用pthread_cancel()函数实现这种功能，但在被取消的线程的内部需要调用pthread_setcancel()函数和pthread_setcanceltype()函数设置自己的取消状态，例如被取消的线第1页共9页。
inetutils-2.4的编译
inetutils-2.4的编译
要编译inetutils-2.4，您可以按照以下步骤进行操作：
1. 下载inetutils-
2.4源代码包。
您可以从官方网站或者其他可靠的源获取该软件的压缩包。
2. 解压源代码包。
使用命令行或者图形界面工具将下载的压缩包解压到您选择的目录。
3. 打开终端，进入解压后的inetutils-2.4目录。
4. 运行configure脚本。
在终端中输入"./configure"命令，这将运行自动配置脚本，检查系统环境并生成相应的Makefile。
5. 编译源代码。
在终端中输入"make"命令，这将使用生成的Makefile文件编译源代码。
6. 安装编译后的程序。
在终端中以管理员权限输入"make install"命令，这将安装编译后的程序到系统中。
7. 完成安装。
完成上述步骤后，您就成功编译并安装了inetutils-2.4。
需要注意的是，编译软件可能会因为系统环境、依赖库、编译器版本等因素而出现问题。
在编译过程中可能会出现错误信息，您可以通过搜索引擎找到解决方案，或者查看官方文档寻求帮助。
另外，为了确保编译顺利进行，建议您在编译前备份重要数据，以免出现意外情况。
feign hystrix 创建线程池规则
文章标题：深度解析Feign Hystrix创建线程池规则在当今的软件开发领域，微服务架构已经成为了主流，而Feign Hystrix作为其中的重要组件，其创建线程池规则更是备受关注。
在本文中，我们将深入探讨Feign Hystrix创建线程池规则的相关内容，从而帮助大家更好地理解和运用这一技术。
1. 了解Feign HystrixFeign Hystrix是对于服务之间通信的一种解决方案，它可以实现服务调用的负载均衡、容错处理等功能。
在实际应用中，我们经常会遇到需要针对不同的服务创建不同的线程池规则的情况。
2. Feign Hystrix创建线程池规则的基本原则在实际应用中，我们需要根据具体的业务场景来灵活设置线程池规则。
基本原则包括：- 线程池的大小：需要根据服务的负载情况和对性能的要求来确定线程池的大小。
- 超时时间：需要根据具体的网络请求情况来确定超时时间，避免长时间等待。
- 错误率阈值：可以根据服务的稳定性和可靠性来设置错误率阈值，避免因错误率过高而影响整体系统的稳定性。
3. 深入探讨Feign Hystrix创建线程池规则的实践经验在实际应用中，我们可以根据具体的业务场景来灵活设置线程池规则。
对于一些高并发的服务，我们可以采用较大的线程池来处理请求，以提高系统的吞吐量；而对于一些稳定性要求较高的服务，可以采用较小的线程池以保证服务的稳定性和可靠性。
4. 个人观点和理解在我们使用Feign Hystrix创建线程池规则时，需要深入了解每个参数的含义和作用，遵循其基本原则，并根据实际业务场景来灵活设置线程池规则。
这样才能够更好地发挥Feign Hystrix的作用，提高系统的可用性和稳定性。
总结本文通过深入探讨Feign Hystrix创建线程池规则的相关内容，帮助大家更好地理解和运用这一技术。
在实际应用中，我们需要根据具体的业务场景来灵活设置线程池规则，以提高系统的性能和稳定性。
希望本文能够对大家有所帮助。
使用Java编程语言实现线程
使用Java 编程语言实现线程Java 编程语言使多线程如此简单有效，以致于某些程序员说它实际上是自然的。
尽管在Java 中使用线程比在其他语言中要容易得多，仍然有一些概念需要掌握。
要记住的一件重要的事情是main() 函数也是一个线程，并可用来做有用的工作。
程序员只有在需要多个线程时才需要创建新的线程。
Thread 类Thread 类是一个具体的类，即不是抽象类，该类封装了线程的行为。
要创建一个线程，程序员必须创建一个从Thread 类导出的新类。
程序员必须覆盖Thread 的run() 函数来完成有用的工作。
用户并不直接调用此函数；而是必须调用Thread 的start() 函数，该函数再调用run()。
下面的代码说明了它的用法：创建两个新线程import java.util.*;class TimePrinter extends Thread {int pauseTime;String name;public TimePrinter(int x, String n) {pauseTime = x;name = n;}public void run() {while(true) {try {System.out.println(name + ":" + newDate(System.currentTimeMillis()));Thread.sleep(pauseTime);} catch(Exception e) {System.out.println(e);}}}static public void main(String args[]) {TimePrinter tp1 = new TimePrinter(1000, "Fast Guy");tp1.start();TimePrinter tp2 = new TimePrinter(3000, "Slow Guy");tp2.start();}}在本例中，我们可以看到一个简单的程序，它按两个不同的时间间隔（1 秒和 3 秒）在屏幕上显示当前时间。
ARM Linux 进程调度(2.4.x)
ARM Linux 进程调度（2.4.x）发布时间: 2008-11-19 来源: 来自网络作者:匿名浏览: 376ARM Linux 进程调度（2.4.x）FireAngel（原作）小弟最近研究了一段时间的ARM Linux,想把进程管理方面的感受跟大家交流下，不对的地方多多指点－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－Process Creation and TerminationProcess Scheduling and DispatchingProcess SwitchingPorcess Synchronization and support for interprocess communicationManagement of process control block-------from <Operating system:internals and design principles>进程调度Linux2.4.x是一个基于非抢占式的多任务的分时操作系统，虽然在用户进程的调度上采用抢占式策略，但是而在内核还是采用了轮转的方法，如果有个内核态的线程恶性占有CPU不释放，那系统无法从中解脱出来，所以实时性并不是很强。
这种情况有望在Linux 2.6版本中得到改善，在2.6版本中采用了抢占式的调度策略。
内核中根据任务的实时程度提供了三种调度策略：1．SCHED_OTHER为非实时任务，采用常规的分时调度策略；2．SCHED_FIFO为短小的实时任务，采用先进先出式调度，除非有更高优先级进程申请运行，否则该进程将保持运行至退出才让出CPU；3．SCHED_RR任务较长的实时任务，由于任务较长，不能采用FIFO的策略，而是采用轮转式调度，该进程被调度下来后将被置于运行队列的末尾，以保证其他实时进程有机会运行。
需要说明的是，SCHED_FIFO和SCHED_RR两种调度策略之间没有优先级上的区别，主要的区别是任务的大小上。
双核心四线程
双核心四线程指处理器中有两个核心，但是利用了超线程技术，一个核心就有2个线程，所以两个核心就有4个线程。
一般来说，两个核心就只有2线程。
中文名双核心四线程外文名Dual core four threads。
（单核双线程、八核十六线程、四核八线程。
）四线程是一种超线程技术，大致功能就是充分利用CPU的闲置资源，但它并不象真正的多核CPU那样，每个CPU都具有独立的资源。
当两个或四个线程都同时需要某一个资源时，其中一个要暂时停止，并让出资源，直到这些资源闲置后才能继续。
因此超线程的性能并不等于两颗CPU的性能。
核相当于公路，双核是2条3米的路，4核是4条3米的路，双核四线程（即双向四车道）是两条路中间又划了2根线分成4条1.5的路。
当然对于1.5米的小车来说一次并排可以跑4辆（原来不划分3米的2条路只能开2个小车），但是3米的大车也只是跑2辆。
但是4核就可以跑4辆大车，就是说4线程在处理小的并行数据时候多线程起作用大的并行数据它的处理能力比不上真的4核。
超线程技术什么是超线程技术？超线程技术就是利用特殊的硬件指令，把两个逻辑内核模拟成两个物理芯片，让单个处理器都能使用线程级并行计算，进而兼容多线程操作系统和软件，减少了CPU的闲置时间，提高的CPU的运行效率。
因此支持Intel超线程技术的cpu，打开超线程设置，允许超线程运行后，在操作系统中看到的cpu数量是实际物理cpu数量的两倍，就是1个cpu可以看到两个，两个可以看到四个。
有超线程技术的CPU需要芯片组、软件支持，才能比较理想的发挥该项技术的优势。
操作系统如：Microsoft Windows XP、Microsoft Windows 2003，Linux kernel，Windows 7双核处理器简而言之，双核处理器即是基于单个半导体的一个处理器上拥有两个一样功能的处理器核心。
换句话说，将两个物理处理器核心整合入一个核中。
企业IT管理者们也一直坚持寻求增进性能而不用提高实际硬件覆盖区的方法。
ch2-2.4线程及其实现
Linux2.4进程的核心栈、PCB 和虚存映象
内核虚存 核心栈 esp存放 堆栈栈 顶指针
0xc0000000 用户代码 不可见
用户栈(运行时创建)
esp
8KB
0x40000000
共享库主存映象区
struct task_struct
0x08048000
运行时堆空间 堆(malloc创建) 读/写段 只读段 未 用
2.4 线程及其实现
2.4.1 引入多线程的动机 2.4.2 多线程环境中的进程和线程 2.4.3 线程的实现
2.4.1 引入多线程的动机
1.单线程（结构）进程（Single Threaded Process） 线程（结构）进程（ Process） 线程 • 在传统的操作系统中，进程是系统进行资源分配的基本 单位，同时，进程也是处理器调度的基本单位，进程在 任一时刻只有一个执行控制流，通常将这种结构的进程 称单线程（结构）进程（Single Threaded Process）。 单线程（ Process） 单线程 结构）进程（ • 考察一个文件服务器的例子。在单线程（结构）进程运 行模式下，当它接受一个文件服务请求后，由于等待磁 盘传输而经常被阻塞。假如改变单线程（结构）进程运 行模式，磁盘传输时不阻塞，利用磁盘传输的时间可继 续接受新的文件服务请求并进行处理，再加上处理不同 的请求时要访问同一个共享磁盘缓冲区，缓冲区中的程 序和数据可能同时满足不同的请求，因而文件服务器的 效率和性能可以提高。
单线程结构进程给并发程序设 计效率带来问题
•进程切换开销大 •进程通信代价大;每次通信均要涉及通信进 程之间或通信进程与操作系统之间的信 息传递 •进程间的并发性粒度较粗，并发度不高;过 多的进程切换和通信延迟使得细粒度的 并发得不偿失。 •不适应并行计算和分布并行计算的要求 •不适合客户/服务器计算的要求。
CUDA2.4-原理之性能优化及浮点运算
CUDA2.4-原理之性能优化及浮点运算本部分来⾃于《⼤规模并⾏处理器编程实战》第六章、第七章。
打算不再看这本书了，准备看《programming massively parallel processors 2nd》，即它的第⼆版，第⼀版是09年的，第⼆版是13年的，虽说第⼆版可是⾥⾯涉及的是cuda4.0 和5.0，然⽽现在2015年7⽉，cuda都7.0了，正所谓赶速度，完全赶不上啊。
虽然说本书好，不过⼀个不⼩⼼，你费⽼⼤劲做的优化，发现其实新版本的cuda或者硬件完全不需要，果然有关cuda的最好的资料其实还是官⽅⽂档，因为这些完全赶不上速度啊。
⼀、性能优化CUDA kernel函数的执⾏速度很⼤程度上取决于每个设备的资源约束。
⽽且不同的应⽤程序中，不同的约束可能决定并成为限制因素。
在特定的CUDA设备上，可以通过⼀种资源代替另⼀种资源来提⾼英程序的性能。
合理的策略有可能提⾼性能，也可能不起作⽤，所以需要测试，本章说的这些可以⽤来培养程序员对算法的直觉，如何来提⾼整体的性能。
1.1 线程执⾏问题相⽐较前⾯⼏个博⽂，没有过多的讨论每个块中线程的执⾏时间问题。
在本书发售的时候，Nvidia公司是通过对块中的线程进⾏捆绑执⾏的，即执⾏的不是单个线程⽽是⼀个warp（包含32个线程），这样做降低硬件成本，⽽且⼀定程度上优化了存储器访问的服务。
对于划分warp来说，如果是⼀维的，那么对于最后⼀个warp的划分如果不满32个，会将其他块中的线程拉过来补全成32个再执⾏。
如果对于多维线程的块来说，划分warp前会把维度映射成⼀个线性顺序，y 和z 的坐标⼩的放前⾯，⼤的放后⾯。
假如⼀个块有⼆维的线程，那么将所有threadIdx.y是1的线程放在threadIdx.y是0的线程后⾯（注意这⾥是y 不是x，即按照 Fortran语⾔的顺序，前⾯的变化快，后⾯的变化慢），以此类推（这⾥要注意这种访问形式，在后⾯的1.2很有⽤，相当于⼆维的矩阵是转置的，不是正常的那种形式，注意，不过如果将y想象成矩阵的⾏，x想像成矩阵的列，那就没问题了）。
操作系统程序状态字和程序状态字寄存器
16位中断码
24位指令
字段
4位保护键
指令长和
地址
条件码
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程序状态字寄存器(1)
PSW用来控制指令执行顺序并保留 和指示与程序有关的系统状态，主 要作用是实现程序状态的保护和恢 复。
每个程序都有一个与其执行相关的 PSW，每个处理器都设置一个PSW 寄存器。程序占有处理器执行，它 的PSW将占有PSW寄存器。
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处理器状态(2)
处理器处于管理状态时，程序可以 执行全部指令，使用所有资源，具 有改变处理器状态的能力；处理器 处于用户状态时，程序只能执行非 特权指令。
Intel Pentium的处理器状态有四种， 支持4个保护级别，0级权限最高， 3级权限最低 。
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2.1.5程序状态字寄存器(1)
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计算机系统结构分类(3)
多指令流单数据流：一个数据流被传送 给一组处理器，通过处理器上不同指令 操作最终得到处理结果。
多指令流多数据流：多个处理器对各自 不同的数据集同时执行不同的指令流。 可以把MIMD系统划分为共享内存紧密 耦合系统和内存分布松散耦合系统两大 类。
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CH2 处理器管理
2.1中央处理器 2.2中断技术 2.3进程及其实现 2.4线程及其实现 2.5处理器调度 2.6批处理作业的管理与调度 2.7低级调度
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1
2.1中央处理器
2.1.1单处理器系统和多处理器系统 2.1.2寄存器 2.1.3特权指令与非特权指令 2.1.4处理器状态 2.1.5程序状态字寄存器
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程序状态字寄存器(2)
channel用法
Channel用法1. 什么是Channel在计算机科学中，Channel（通道）是一种用于在并发编程中传递数据的通信机制。
它可以用于在不同的goroutine（Go语言中的轻量级线程）之间进行安全且高效的通信。
Channel提供了一种同步和异步的通信方式，可以有效地协调多个goroutine之间的执行顺序。
在Go语言中，Channel是一种类型，可以通过make函数创建。
创建Channel时需要指定传递的数据类型，例如：ch := make(chan int)表示创建一个传递整数类型数据的Channel。
2. Channel的操作2.1 发送数据到Channel使用<-操作符将数据发送到Channel中，语法为：channel <- data。
例如，ch <-10表示将整数10发送到Channel ch中。
2.2 从Channel接收数据使用<-操作符从Channel中接收数据，语法为：data := <- channel。
例如，data := <- ch表示从Channel ch中接收一个整数，并将其赋值给变量data。
2.3 关闭Channel使用close函数可以关闭一个Channel，表示不再向其中发送数据。
关闭Channel 后，仍然可以从中接收数据，但不能再向其中发送数据。
关闭Channel的语法为：close(channel)。
2.4 判断Channel是否关闭可以使用ok变量来判断一个Channel是否已关闭。
当从已关闭的Channel中接收数据时，会立即返回该Channel对应类型的零值，并将ok变量设为false。
例如，data, ok := <- ch表示从Channel ch中接收数据，并将结果保存在变量data和ok中。
如果ok为false，则表示Channel已关闭。
3. Channel的特性3.1 顺序保证Channel可以保证发送和接收操作的顺序，即先发送的数据先被接收。
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多线程环境中的线程概念
线程是操作系统进程中能够独立 执行的实体（控制流），是处理 器调度和分派的基本单位。线程 是进程的组成部分，每个进程内 允许包含多个并发执行的实体 （控制流），这就是多线程。
线程主要组成
•线程执行状态（运行、就 绪、…）; •当线程不运行时,有一个受保护 的线程上下文, 用于存储现场 信息。所以，线程也可被看作是 执行在进程内的一个独立的程序 计数器; •一个执行堆栈 •一个容纳局部变量的主存存储区。
• 线程执行中可通过内核创建线程 原语来创建其他线程，这个应用 的所有线程均在一个进程中获得 支持。 • 内核要为整个进程及进程中的单 个线程维护现场信息，应在内核 中建立和维护PCB及TCB,内核的调 度是在线程的基础上进行的。
内核级线程主要优点
• 多处理器上，内核能同时调度同一进 程中多个线程并行执行。 • 进程中的一个线程被阻塞了，内核能 调度同一进程的其它线程占有处理器 运行。 • 内核线程数据结构和堆栈很小，KLT切 换快,内核自身也可用多线程技术实现， 能提高系统的执行速度和效率。
克服上述问题的方法
• 第一种方法是用多进程并发程序设
计代替多线程并发程序设计，这种 方法事实上放弃了多线程带来的所 有优点。 •第二种方法是采用jacketing技术解 决阻塞线程的问题。
3 混合式线程
• 混合系统中，内核支持KLT多线程的建 立、调度和管理，也提供线程库，允 许应用程序建立、调度和管理ULT。应 用程序的多个ULT映射成一些KLT,程序 员可按应用需要和机器配臵调整KLT数 目，以达到较好效果。 • 一个应用中的多个线程能同时在多处 理器上并行运行，且阻塞一个线程时 并不需要封锁整个进程。
• 用户层和核心层，用户层在用户线 程库中实现；核心层在操作系统内 核中实现。 • ULT是一个代表应用线程的数据结 构，纯用户级概念，占用用户空间 资源，对核心是透明的。ULT和KLT 不一一对应，通过轻量级进程LWP 来映射两者之间的联系。
Solaris的线程实现(2)
• 进程可以设计为一个或多个LWP， 一个LWP上又可以开发多个ULT， LWP与ULT一样共享进程的资源。 KLT和LWP是一一对应的，一个 ULT要通过核心KLT和LWP二级调 度后才真正占有处理器运行。
内 核 空 间 P P
内 核 空 间
3）混合式线程
ULT
KLT
P
Process
1. 内核级线程(1)
• 纯内核级线程设施中，线程管 理的所有工作由操作系统内核 做。内核专门提供KLT API，应 用程序区不需要有线程管理代 码 。 Windows NT 和 OS/2 都 是 采用这种方法的例子。
内核级线程(2)
线程具有以下特性
•并行性： •共享性： •动态性： •结构性：
线程的内存布局
地址空间 共 线 程 1 线 程 2 享 线 程 n 空 间
线 程
进 程
线程又称轻量进程
•线程运行在进程的上下文中, 并使用进程的资源和环境。 •系统调度的基本单位是线程而 不是进程,每当创建一个进程时， 至少要同时为该进程创建一个 线程，否则该进程无法被调度 执行。
线程调度和进程调度间的关系(1)
假设进程B正在执行线程3，可能出现 下列情况： • 进程B的线程3发出一个封锁B的系统 调用(如I/O操作)，通知内核进行I/O 并将进程B臵为等待状态，按照由线程 库所维护的数据结构，进程B的线程3 仍处在运行态。线程3并不实际地在一 个处理器上运行，而是可理解为在线 程库的运行态中。这时，进程B为等待 态，线程3为线程库运行态。
并发多线程程序设计的优点
• 快速线程切换。 • 减少（系统）管理开销。 •(线程）通信易于实现。 •(线程）通信易于实现。 • 并行程度提高。 • 节省内存空间。
多线程技术的应用
进程中线程多种组织方式： 第一种是调度员／工作者模式 第二种是组模式 第三种是流水线模式
多线程技术的应用(2)
•前台和后台工作。 •C/S应用模式。 •异步处理。 •加快执行速度。 •设计用户接口。
• MS-DOS支持单用户进程，进程是单 线程的； • 传统UNIX支持多用户进程，进程是 单线程的。 • 很多著名操作系统都支持多线程 （ 结 构 ） 进 程 ， 如 ： Solaris 、 Mach 、 SVR4 、 OS/390 、 OS/2 、 WindowNT、Chorus等； • JAVA的运行引擎则是单进程多线程 的例子。
2.4.4 实例研究：Solaris 的进程与线程
Solaris中的进程与线程概念
•进程（Process）： •用户级线程（User-Level Threads）： •轻量进程（Light Weight Process）： •内核级线程（Kernel-Level Threads）：
Solaris的线程实现(1)
Solaris的线程实现(3)
• 有了LWP，可在用户级实现ULT， 每个进程可以创建几十个ULT，而 又不占用核心资源。由于ULT共享 用户空间，当LWP在一个进程的不 同ULT间切换时，仅是数据结构的 切换，其时间开销远低于两个KLT 间的切换时间。
Solaris线程的使用(1)
进程1
进程2 进程3 进程4 进程5
用 户
线程库 L L L L L L L L L内 核PPP
P
P
ULT
KLT
L
LWP
P
Processor
Solaris线程的使用(2)
•进程1是传统的单线程进程， •进程2是一个纯的ULT应用， •进程3是多线程与多LWP的对应， •进程4的线程与LWP是一对一地捆绑的， •进程5包括多ULT映射到多LWP上，以及 ULT与LWP的一一捆绑，并且还有一个 LWP捆在单个处理器上。
单线程结构进程给并发程序 设计效率带来问题
•进程切换开销大
•进程通信代价大 •进程之间的并发性粒度较粗，并 发度不高 •不适合并行计算和分布并行计算 的要求 •不适合客户/服务器计算的要求。
线程的概念(1)
• 操作系统中引入进程的目的是为 了使多个程序并发执行，以改善 资源使用率和提高系统效率， • 操作系统中再引入线程，则是为 了减少程序并发执行时所付出的 时空开销，使得并发粒度更细、 并发性更好。
单线程进程(模型)
用户地址空间 管理者
进程 控制块
用户 堆栈
进程控制块
用户堆栈
执行序列
用户 地址空间
系统 堆栈
系统堆栈
进 程
管理和执行相分离的进程模型
用户地址空间 进程控制块
管理者
共
执行序列 执行控制 用户堆栈 系统堆栈
享
执行控制 用户堆栈 系统堆栈 执行序列
进 程
多线程进程的内存布局
多线程进程模型
线程1 进程 控制块 线程控制块 用户 堆栈 用户 地址空间 线程N 线程控制块 用户 堆栈
系统 堆栈
系统 堆栈
多线程环境中进程的定义
进程是操作系统中进行保护和资源 分配的基本单位。它具有： •一个虚拟地址空间，用来容纳进程 的映像； •对处理器、其他(通信的)进程、文 件和I/O资源等的存取保护机制。
线程调度和进程调度间的关系(2)
•一个时钟中断传送控制给内核，内核 中止当前时间片用完的进程B，并把它 放入就绪队列，切换到另一个就绪进 程，此时，按由线程库维护的数据结 构，进程B的线程3仍处于运行态。这 时，进程B己处于就绪态，但线程为线 程库运行态。 •两种情况中，当内核切换控制权返回 到进程B时，便恢复执行线程3。
2.4 线程及其实现
2.4.1 引入多线程技术的动机 2.4.2 多线程环境中的进程和线程 2.4.3 线程的实现 2.4.4 实 例 研 究 ： Solaris 的 进 程 与线程 2.4.5 实 例 研 究 ： Windows2000/XP 的进程与线程
2.4.1 引入多线程技术的动机
• 考察一个文件服务器的例子 • 单 线 程 ( 结 构 ) 进 程 （ Single Threaded Process） • 多线程（结构）进程（Multiple Threaded process）
线程库
• 多线程的操作系统和语言都提供了线 程库，如Mach的C-threads和Java线程 库，支持应用程序创建、调度、和管 理用户级线程的运行。 • 线程库实质上是多线程应用程序的开 发和运行支撑环境。线程库至少应提 供以下功能：孵化、封锁、活化、结 束、通信、同步、调度等。每个线程 库应提供给用户级的API编程使用。
线程管理和线程库(1)
• 多线程技术利用线程包(库)提供线 程原语集来支持多线程运行， • 有的操作系统直接支持多线程，而 有的操作系统不支持多线程。 • 线程包(库)可分成两种：用户空间 中运行的线程包(库)和内核中运行 的线程包(库)。
线程管理和线程库(2)
线程包(库)提供一组API，支持应用 程序创建、调度、撤销和管理线程 的运行。基本线程控制原语： •孵化（Spawn）：又称创建线程。 •封锁（Block）：又称阻塞线程。 •活化（Unblock）：又称恢复线程。 •结束（Finish）：又称撤销线程。
线程的概念(2)
解决问题的基本思路：
•把进程的两项功能－－“独立分配资源” 与“被调度分派执行”分离开来， •进程作为系统资源分配和保护的独立单 位，不需要频繁地切换； •线程作为系统调度和分派的基本单位， 能轻装运行，会被频繁地调度和切换， 在这种指导思想下，产生了线程的概念。
线程的概念(3)
内核级线程的主要缺点
• 应用程序线程在用户态运行， 而线程调度和管理在内核实现, 在同一进程中，控制权从一个 线程传送到另一个线程时需要 用户态-内核态-用户态的模式 切换，系统开销较大。
2 用户级线程
• 纯ULT设施中，线程管理工作由应 用程序做，内核不知道线程的存 在。任何应用程序均需通过线程 库进行程序设计，再与线程库连 接后运行来实现多线程。 • 线程库是一个ULT管理的例行程序 包，实质上线程库是线程的运行 支撑环境。