分布式系統學習 六 作業系統支援

2021-09-27 03:03:08 字數 1434 閱讀 4240

一、核心作業系統元件

執行緒管理器:負責執行緒建立、同步和排程。

通訊管理器:負責同一臺計算機上不同程序中的執行緒之間通訊。

記憶體管理器:負責管理物理記憶體和虛擬記憶體。

管理器:負責處理中斷、系統呼叫陷阱和其他異常,同時控制記憶體管理單元和硬體快取以及處理器和浮點暫存器操作。又稱為硬體抽象層。

二、核心和保護:

三、程序與執行緒

乙個程序由乙個執行環境和乙個或者多個執行緒組成。

乙個執行緒是乙個活動的作業系統抽象。

執行環境是資源管理的基本單位。它是乙個程序的執行緒所能訪問的由本地核心管理的資源集,也是其中執行緒的保護域。乙個執行環境主要包括:

位址空間共享記憶體程序的建立

分布式系統中,程序的建立包含選擇目標主機和建立執行環境。分配程序建立的結點是乙個策略問題。程序分配策略包括從產生程序的主機上執行新程序到多個計算機上實現負載均衡。在任何共享機制中,簡單性很重要,因為 複雜的機制可能會導致高額開銷。

建立執行環境

unix系統中新建立的子程序共享其父程序的正文區域,子程序的堆和棧從父程序中拷貝。子程序可以繼承或者邏輯拷貝其父程序的區域。如果子程序與父程序共享同乙個區域時,該區域的頁面幀也會對映到子程序的區域中。寫時拷貝:當有程序試圖修改區域的頁面內容之前,該頁面被父子進場共享,當修改內容時,系統進行物理上拷貝。

四、 程序和執行緒

多執行緒伺服器的體系結構

一請求一線程體系結構:i/o執行緒為每乙個請求派生出乙個新的工作執行緒。優點:不會競爭共享佇列,吞吐量大;缺點:建立和銷毀程序會帶來巨大開銷。

一連線一線程請求體系:伺服器在每個客戶建立連線時建立乙個新的工作執行緒,並在客戶關閉連線時銷毀該執行緒。一次連線有多個請求。

一物件一線程請求體系:每個遠端物件分別有乙個執行緒相連,每個物件都有乙個請求佇列,i/o請求被放入佇列中等待工作執行緒處理。

執行緒的建立

與建立程序相比,建立執行緒不需要建立執行空間,在程序已有執行環境中建立執行緒的開銷包括:為執行緒的棧分配區域、為暫存器和執行緒狀態 ,以及優先順序提供初始值。大大節省了開銷。

執行緒的切換執行緒排程

使用者級執行緒不能利用多處理器,os只能感知核心執行緒。 使用者級排程器可以將每個使用者級執行緒指定到乙個核心級執行緒上,以便充分利用多處理器。

五、通訊與呼叫

呼叫效能

記憶體共享

不同協議的開銷:http 1.0-慢啟動,http 1.1 -持久化連線

同一計算機內呼叫:利用共享記憶體,減少同一計算機中rpc資料拷貝次數。

非同步操作

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