Operating System-Thread(5)彈出式線程&&使單線程代碼多線程化會產生那些問題

本文主要內容

彈出式線程（Pop-up threads)

使單線程代碼多線程化會產生那些問題

一、彈出式線程（Pop-up threads)

以在一個http到達之后一個Service的處理為例子來介紹彈出式線程。

上面的例子中傳統的做法有可能是在Service中有一個線程一直在等待request的到達，等request到達后這個線程會開始檢查請求最后在進行處理。當這個線程在處理request的時候，后面來的request會被block，一直到線程處理完當前request為止。如下圖所示。

彈出式線程的處理方法：當有新的請求到達時，馬上創建一個線程去處理這個請求（彈出pop-up thread).

彈出式線程的優勢：

線程是全新的，沒有歷史，創建很快

request沒有被block，請求到達到開始處理之間的延遲非常小

在使用彈出式線程時需要額外考慮一下，這個線程是應該運行在那里比較好。用戶空間還是內核空間。將線程放在內核相對會比較容易，但是因為在內核，如果該線程出問題，危害性將比用戶空間的線程大。

?二、使單線程代碼多線程化

一些既有的代碼都是基于單線程的，如果將其修改為支持多線程會產生那些后果呢，下面簡單一一做一下分析。

2.1 多線程共享變量

圖示：

n在t1、t2之間共享：

T1調用Check程序檢查自己的狀態，得的n=1這個狀態

在T1得到狀態使用n之前cpu被調度給了T2。

T2調用Check程序檢查自己的狀態，得的n=2這個狀態

CPU再次被調度到T2，這個時候n已經等于2了，產生了錯誤的結果。

上面的問題是可以被優化的，讓T1和T2取消這個對N的共享，讓其各自維護自己的狀態碼N1，和N2即可避免上述問題。

2.2 重復進入

類似于上面的共享問題，一個Library提供一個功能，在一個線程進入該Library后沒有返回之前另外一個線程又進入了，會產生什么問題呢。

比如這個Library在請求沒有返回之前將數據放入buffer，那么這個時候另外一個線程進入這個Library會將原有buffer的數據重置，從而對第一個線程的執行造成不可預估的后果。

這種問題可以讓Library提供一個標志位，當這個Library處于調用狀態時，設置標志位，這樣后續的請求將會被block，從而解決問題，但是這會降低程序的并行執行能力。

2.3 信號（中斷處理）

比如一個鍵盤key down信號，應該有那個線程處理，要不要pop-up一個新的線程

有多個線程時，如何一個線程修改了信號，要不要同時通知其他線程

同一個信號，不同線程的處理可能完全不一樣，比如ctrl+c，有些線程用于粘貼，有些用于終止程序。

信號的處理在單線程程序中就已經很復雜了，多線程是復雜度加倍。

2.4 堆管理

在很多系統中，當一個進程的堆棧異常時（stackoverflow），內核自動為這個進程分配堆棧，當一個進程有多個線程時，勢必會有多個堆棧，當內核沒有完全了解所有堆棧，有可能某些堆棧發生堆棧異常時，內核并不知道，無法為其自動分配堆棧。

2.5 all

如果在沒有經過大量分析和設計的前提下將多線程引入一個現有的單線程系統會產生很多不可預知的錯誤，絕不是一個簡單的引入多線程機制那么簡單，要從Library等各個方面進行分析和設計，確保在線程安全的情況下再引入多線程。后期引入多線程的成本要比剛開始設計就包含多線程要高很多。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Operating System-Thread(5)弹出式线程使单线程代码多线程化会产生那些有关问题的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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