本文主要介紹線程的調(diào)度激活機(jī)制（Scheduler Activations），主要內(nèi)容：

    調(diào)度激活機(jī)制簡介

    上行調(diào)用（upcall）

    中斷處理（Interrupt）

    一、 調(diào)度激活機(jī)制簡介

    上一篇文章詳細(xì)闡述了用戶空間和內(nèi)核空間的線程實(shí)現(xiàn)，各有優(yōu)劣，內(nèi)核線程在各方面都比較靈活，但是太慢，性能不高，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)請求在用戶空間和內(nèi)核空間的傳遞，

Operating SystemThread(4) 線程的調(diào)度激活機(jī)制（S

。那么如何在擁有內(nèi)核空間線程的靈活性的同時(shí)又提高性能呢。這就是Scheduler Activations機(jī)制要做的事情。

    該機(jī)制的主要目標(biāo)是在用戶空間模擬內(nèi)核空間的線程（從靈活性方面），這樣在當(dāng)一個(gè)進(jìn)程內(nèi)的一個(gè)用戶線程被block(比如發(fā)生缺頁異常）時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)進(jìn)程被block，這個(gè)進(jìn)程的內(nèi)的其他用戶線程還可以繼續(xù)運(yùn)行（類似于內(nèi)核線程）。

    當(dāng)Scheduler Activations機(jī)制啟用時(shí)，內(nèi)核會(huì)給每一個(gè)進(jìn)程分配一定數(shù)量的CPU（有可能是虛擬的，如果是多核系統(tǒng)，有可能是真實(shí)的CPU）。這樣每一個(gè)進(jìn)程的運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)（run-time system)就可以給自己的線程（user-space threads）分配這些cpu。

    初始默認(rèn)的cpu數(shù)量是1

    進(jìn)程可以箱內(nèi)核申請更多的cpu

    進(jìn)程可以將不再使用的CPU歸還給內(nèi)核

    內(nèi)核可以自己將不用的CPU自己回收

    由此可見，這種機(jī)制下，進(jìn)程對(duì)于CPU來說依然還是單線程的，內(nèi)核依然不知道進(jìn)程擁有多少線程。示意圖如下。

   

    二、上行調(diào)用（upcall）

    上面闡釋了調(diào)度激活機(jī)制，那么是如何實(shí)現(xiàn)的，運(yùn)行時(shí)是如何給自己的線程分配cpu的，

電腦資料

《Operating SystemThread(4) 線程的調(diào)度激活機(jī)制（S》(http://m.msguai.com)。如何調(diào)度的，這個(gè)是通過上行調(diào)用（upcall）來完成的。在cpu中用戶空間為上層，內(nèi)核為下層層，常規(guī)調(diào)用應(yīng)該是上層調(diào)用下層，下層不應(yīng)該調(diào)用上層，upcall就是指內(nèi)核調(diào)用用戶空間。

   

    上圖展示了upcall。并且用傳統(tǒng)應(yīng)用webui和bll的調(diào)用做了類比，upcall是不規(guī)范的，但是調(diào)度激活就是通過upcall實(shí)現(xiàn)的。

    upcall具體做了什么？

    內(nèi)核發(fā)現(xiàn)用戶進(jìn)程的一個(gè)線程被block了（比如調(diào)用了一個(gè)被block的system call，或者發(fā)生了缺頁異常。

    內(nèi)核通過進(jìn)程的運(yùn)行時(shí)線程被block（還會(huì)告知被block的線程的詳細(xì)信息），這個(gè)就是upcall

    進(jìn)程的運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)接收到內(nèi)核發(fā)來的消息，得知自己的線程被block

    運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)先將當(dāng)前線程標(biāo)識(shí)為block（會(huì)保存在線程表-thread table）

    運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)從當(dāng)前線程表（thread table）選擇一個(gè)ready的線程進(jìn)行運(yùn)行

    至此已經(jīng)完成了當(dāng)一個(gè)進(jìn)程內(nèi)的一個(gè)用戶線程被block(比如發(fā)生缺頁異常）時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)進(jìn)程被block，這個(gè)進(jìn)程的內(nèi)的其他用戶線程還可以繼續(xù)運(yùn)行（類似于內(nèi)核線程）。

    當(dāng)內(nèi)核發(fā)現(xiàn)之前被block的線程可以run了，同樣會(huì)通過upcall通知運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)，運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)要么馬上運(yùn)行該線程，要么把該線程標(biāo)志位ready放入線程表。

    三、中斷處理

    當(dāng)一個(gè)用戶線程在運(yùn)行的時(shí)候硬件產(chǎn)生了一個(gè)中斷（Interrupt），這個(gè)時(shí)候應(yīng)該怎么辦呢？

    被中斷的進(jìn)程不關(guān)注這個(gè)中斷，這個(gè)時(shí)候被中斷的線程會(huì)繼續(xù)返回到中斷產(chǎn)生前的狀態(tài)繼續(xù)執(zhí)行

    被中斷的進(jìn)程關(guān)注這個(gè)中斷，被中斷的線程會(huì)被掛起，至于運(yùn)行那個(gè)線程：被中斷的線程，新的ready線程還是其他線程，這個(gè)有運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)決定