Processos e Threads

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ProcessosO modelo de processo

Multiprogramação de quatro programasModelo conceptual de 4 processos sequenciais independentesApenas 1 processo está activo em dado instante

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Criação de processos

Eventos principais que causam a criação de processos

– Inicialização de sistema

– Execução de um processo de criação do sistema

– Pedido de utilizador

– Inicialização de uma tarefa por batch

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Terminação de processos

Condições que terminam um processo:

– Saida Normal (voluntaria)

– Saida com erro (voluntaria)

– Erro fatal (involuntaria)

– Morto por outro processo (involuntaria)

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Hierarquia de processos

Pai cria processos filhos e processos filhos podemcriar os seus processos

Forma uma hierarquia– Em UNIX chama-se “grupo de processos"

Windows não tem a conceito de hierarquia de processos– Todos os processos são iguais

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Estado de processo (1)

Possiveis estados– running– blocked– ready

Transições entre estados na figura acima

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Estado de processo(2)

Lowest layer of process-structured OS– handles interrupts, scheduling

Above that layer are sequential processes

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Implementação de processos (1) Campos da tabela de processos

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Implementação de processos (2)

Lista de operações que um SO realizaquando recebe uma interrupção

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ThreadsO modelo de Thread (1)

(a) Três processos cada com um thread(b) Um processo com três threads

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O modelo de thread (2)

Items são partilhados por todos os threads de um processoItems privados por cada processo

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O modelo de thread (3) Cada thread tem o seu stack

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Utilização de thread (1) Um processador de texto com três threads

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Utilização de thread (2) Um servidor Web multi-threaded

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Utilização de thread (3)

Codigo para figura anterior:(a) Dispatcher thread(b) Worker thread

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Utilização de thread (4) Três formas de construir um servidor

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Implementação de threads no espaço do utilizadorUm grupo de threads do nível de utilizadores

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Implementação de threads no espaço KernelUm grupo de threads gerido pelo kernel

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Implementações hibridasMultiplexagem de threads do nível de utilizador em threads do nível do kernel

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Scheduler Activations

Goal – mimic functionality of kernel threads– gain performance of user space threads

Avoids unnecessary user/kernel transitionsKernel assigns virtual processors to each process– lets runtime system allocate threads to processors

Problem:– Fundamental reliance on kernel (lower layer) – calling procedures in user space (higher layer)

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Threads “pop-up”

Quando uma mensagem chega, é processada por outro thread:– (a) antes de a mensagem chegar– (b) depois de a mensagem chegar

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Conver. código single-thread em multi-thread (1)

Conflitos entre threads para acesso a variaveis globais

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Conver. código single-thread em multi-thread (2)

Threads podem ter variaveis globais privadas

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Posix threads#include<pthreads.h>

Void first_function(int*) {...}Void second_function(int*) {...}Void final_function(int*) {...}Main(){

pthread_t th1,th2;

pthread_create(&th1,..., first_function,...);pthread_create(&th1,..., second_function,...);

/* Quantos threads tems nesta altura em execução? */pthread_join(th1);pthread_join(th2);final_function();

}

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Exemplos de aplicação

SequencialWhile (TRUE){

Receber_questao();Obter_resposta();enviar_resposta();

}

ConcurrenteWhile (TRUE){

Receber_questao();if (fork == 0){

Obter_resposta();enviar_resposta();exit();

}

}

Multi-thread#include <pthread.h>

Void processar_um_pedido(){Obter_resposta();

enviar_resposta();}Main(){...While (TRUE){

Receber_questao();pthread_create(...,processar_um_pedido,...)

}

}