c_multiprocessing
Toto je starší verze dokumentu!
Multiprocessing
- Multiprocessing se dělá buď kvůli paralelnímu zpracování úlohy (jedna část řídí program, další části vykonávají nějakou činnost) nebo kvůli výkonu (čím víc CPU zapojíme do výpočtu, tím rychleji bude výsledek)
- Procesy, Vlákna/Threads, Lightweight procesy … zajímavá prezentace link
- fork() - dělá kopii programu, kopie nesdílí žádné zdroje
- clone() - obdoba fork, ale kopie sdílí mezi sebou paměť, file deskriptory, signály. bacha, četl jsem, že funkce umí udělat jak fork, tak pthread_create… podle toho s jakýma atributama je zavolána. Mohou z toho tedy plynout stejná omezení jako pro pthread
- phreads knihovna - pouze interní vlákna? LWP? může běžet na 1 CPU
pojmy
- multitasking
- multithreading
- multiprocessing
vlakna/threads
- vlákno bývá označováno jako tzv. LWP - lightweight process
- vlákno se spouští uvnitř procesu a dokáže sdílet jeho systémové prostředky
- user space/level threads (ULT)
- Vlastnosti
- Správu vláken provádí tzv. vláknová knihovna (thread library) na úrovni aplikačního procesu, JOS o jejich existenci neví
- Přepojování mezi vlákny nepožaduje provádění funkcí jádra
- Nepřepíná se ani kontext procesu ani režim procesoru
- Aplikace má možnost zvolit si nejvhodnější strategii a algoritmus pro plánování vláken
- výhody
- Rychlé přepínání mezi vlákny (bez účasti JOS)
- Lze použít i v OS, který vlákna nepodporuje; je nutná pouze vláknová knihovna
- Rychlá tvorba a zánik vláken
- Uživatelský proces má plnou kontrolu nad vlákny (např. může zadávat priority či volit plánovací algoritmus)
- Nevýhody
- systémová volání z jakéhokoliv vlákna blokuje činnost všech vláken. Systémové volání totiž zablokuje celý proces a předá řízení systému. Částečným řešením je nevolat funkce blokující systémová volání. Ono je to i logické, protože ty user space vlákna nikdy neběží paralelně (na více procesorech)
- Jádro přiděluje procesor pouze procesům, takže dvě vlákna téhož procesu nemohou běžet současně, i když je k dispozici více procesorů … prý to jde nějak vynutit řikal frebauer, ale jestli to nebylo v kernel space :) nějakej set mask nebo co..
- kernel space/level threads (KLT)
- skutečný paralelismus, blokování jednoho vlákna neovliní vlákna další
- Výhody:
- Volání systému neblokuje ostatní vlákna téhož procesu
- Jeden proces může využít více procesorů (skutečný paralelismus uvnitř jednoho procesu – každé vlákno běží na jiném procesoru)
- Tvorba, rušení a přepínání mezi vlákny je levnější než mezi procesy
- I moduly jádra mohou mít vícevláknový charakter
- Nevýhody:
- Systémová správa je režijně nákladnější než u čistě uživatelských vláken
- Klasické plánování není spravedlivé: Dostává-li vlákno své kvantum, pak procesy s více vlákny dostávají více času
- Knihovna Pthreads poskytuje unifikované API:
- Nepodporuje-li JOS vlákna, knihovna Pthreads bude pracovat čistě s ULT
- Implementuje-li příslušné jádro KLT, pak knihovna Pthreads toho bude využívat
- Pthreads je tedy systémově závislá knihovna
- Vlákna Linux:
- Linux nazývá vlákna tasks
- Vytváření vláken je realizováno službou clone()
- clone() umožňuje vláknu (task) sdílet adresní prostor s rodičem
- fork() vytvoří zcela samostatný proces s kopií prostoru rodičovského procesu
- clone() vytvoří vlákno, které dostane odkaz (pointer) na adresní prostor rodiče
c_multiprocessing.1389730803.txt.gz · Poslední úprava: (upraveno mimo DokuWiki)