Threads

1. Systèmes
d'exploitation
Threads

2. Tim Berners-Lee
• Anglais
• Oxford
• www
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3. Contenu
• threads
– noyau
– utilisateur
• NPTL
• Threads en Java
• Threads en Python
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4. Bibliographie pour aujourd'hui
• Modern Operating Systems
– Chapitre 2
• 2.2
• Operating Systems Concepts
– Chapitre 4
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5. Types de processus (CPU)
• CPU bound (CPU intensive)
– utilise beaucoup le processeur
• I/O bound (I/O intensive)
– utilise rarement le processeur
– faire des opérations d'E / S -> se bloque
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6. Transitions entre les états
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7. Changement de contexte
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8. Exemple de processus
• Editeur du texte
• Serveur Web
• Jeux
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9. THREAD
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10. Threads
• L’unité de planification
• Un processus est forme depuis plusieurs de
threads
• Lightweight Processes (LWP)
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11. Processus et threads
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12. Thread
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13. Espace de adressage
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14. Proprietes de thread
• TID – identificateur
• TLS – thread local storage
• Stack – la pile
• Registres de CPU
• État de processus
• Priority - la priorité
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15. Types de thread
• Noyau
– Sont connue par le noyau
– Changement de contexte
• Utilisateur
– Ne sont pas connue par le noyau
– Pas de changement de contexte
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16. Types de threads
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17. Question?
• Threads Utilisateur
– Un thread fait un action bloquante
– Qu’est qui ce passe?
Toutes les threads se bloque
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18. Les états de processus
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19. Changement de contexte
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20. Implementation des threads
• Many to one
• One to one
• Many to many
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21. Many to one
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• Threads utilisateur
• Chaque thread
utilisateur est panifie
sur en seul thread
noyau

22. One to one
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• Threads noyau
• Un thread est planifie sur en
thread noyau

23. Many to many
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• Plusieurs des threads
utilisateur son
planifie sur plusiers
des threads noyau

24. Arrête d’un thread
• Asynchronous
– Le thread este arrêté immédiatement
• Deffered
– Le thread s’arrêté
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25. Problemes
• fork et exec
– fork fait un clone a touts les threads?
– exec remplace un seul thread?
• signaux
– quel thread recoit les signaux?
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26. Implementation
• Windows
– Threads
– Fibers
• UNIX
– pthreads (NPTL)
– biblioteque
• Java
– Many to many
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27. Windows
• Threads
– Noyau
– Un processus a plusieurs des threads noyau
• Fibers
– Utilisateur
– Un thread noyau a plusieurs de thread utilisateur
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28. POSIX
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29. Nouveau Processus - UNIX
• fork: créer un nouveau processus (enfant)
(presque identique au processus parent)
– copie de mémoire
• exec: chargement d'informations d'un
exécutable dans la mémoire du processus
enfant
– mémoire nouveau
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30. Nouveau Thread - Linux
• fork: créer un nouveau processus (enfant)
(presque identique au processus parent)
– Partage toutes les ressources
• Linux n’a pas l’idée de thread
• Un processus c’est un group des threads
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31. pthread
• bibliothèque pthread (POSIX Thread)
• NPTL (New POSIX Thread Library)
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32. Fonctions
// create a thread
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,
void *(*start_routine)(void *), void *arg);
// stop a thread
int pthread_cancel(pthread_t thread);
// wait for a thread to finish
int pthread_join(pthread_t thread, void **value_ptr);
// send a signal to a thread
int pthread_kill(pthread_t thread, int sig);
// run a function once in a thread
int pthread_once(pthread_once_t *once_control, void (*init_routine)(void));
// detach a thread
int pthread_detach(pthread_t thread)
// exit from a thread
void pthread_exit(void *value_ptr)
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33. Exemple
/* this function is run by thread */
void *run(void *void_ptr)
{
// ... thread code here
return NULL;
}
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34. Start
void *data;
int main ()
{
int r;
pthread_t run_thread;
r = pthread_create(&run_thread, NULL, run, data);
if (r != 0)
{
perror ("pthread_create");
}
return 0;
}
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35. Problèmes
• fork și exec
– tous les fils sont-ils clonés?
– exec remplace-t-il un seul thread?
• signaux
– quel thread reçoivent les signaux?
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36. Threads et fork
• Un seul thread est cloné
• Ce n'est pas une bonne idée de l'utiliser dans
un processus qui a des threads
– descripteurs de fichiers
– où s'arrêtent les autres fils
• détails
https://www.linuxprogrammingblog.com/thre
ads-and-fork-think-twice-before-using-them
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37. Exemple de descripteur de fichier
fd = open("file",O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC, 0600);
if (fd < 0) {
perror ("open()");
return 0;
}
fcntl (fd, F_SETFD, FD_CLOEXEC);
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38. Solution
int pthread_atfork(
void (*prepare)(void),
void (*parent)(void),
void (*child)(void)
);
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39. Signaux
• le thread actuel reçoit le signal
• la pile de signaux est unique
– Le blocage du signal est effectué par chaque
thread
– L'action est partagée
• exceptions (SIGSEV, SIGFPE, SIGBUS ...)
– ils sont reçus par le thread qui exécute l'exception
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40. JAVA
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41. Etendre Thread
class MyThread extends Thread
{
public void run ()
{
// ... thread code here
}
}
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42. Implementer Runnable
class MyThread implements
Runnable
{
public void run ()
{
// ... theread code here
}
}
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43. Start
// Thread
MyThread t = new MyThread();
t.start ();
// Runnable
Thread t = new Thread (new MyThread());
t.start ();
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44. Arrête du thread
• quand la fonction run se fin
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45. Mot clés
• thread
• thread utilisateur
• thread noyau
• fiber
• many to one
• one to many
• many to many
• join
• Thread ID
• TLS
• pthread
• NPTL
• asynchronous exit
• deffered exit
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46. Questions
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