4 Threads

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Sistemas Operacionais
PROCESSOS E THREADS
Ana Cristina A. Oliveira Dantas
ana.oliveira@ifpb.edu.br
IFPB – Instituto Federal da Paraíba
Campus Campina Grande
Eixo Temático
Processos
Threads
Comunicação interprocessos
Escalonamento
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Threads
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Definição
Fluxo de controle de execução de um processo
Designa uma parte de um programa que pode executar concorrentemente com outros threads
É às vezes chamado de processo leve (LWP)
Threads
◦ De instrução
◦ De controle
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Introdução a Threads
Compartilham espaço de endereço e outras informações globais com seu processo de origem
Possui informações específicas próprias
◦ Registradores, pilha, máscaras de sinal e outros dados
Gerenciados pelo SO ou pela aplicação de usuário
Exemplos: threads Win32, C-threads, Pthreads
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Threads
O Modelo de Thread
(a) Três processos cada um com um thread
(b) Um processo com três threads
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O Modelo de Thread
PROCESSOS E THREADS
Items compartilhados por
todos os threads em um 
processo
Itens privativos
de cada thread
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O Modelo de Thread
Cada thread tem sua própria pilha de execução (contém as instruções que serão executadas)
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Uso de Thread: Exemplo 1
Um processador de texto com três threads
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Uso de Thread: Exemplo 2
Um servidor web com múltiplos threads
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Uso de Thread: Exemplo 2
Código simplificado do slide anterior
◦ Thread despachante
◦ Thread operário
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Uso de Thread
Três maneiras de construir um servidor
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Modelo Características
Threads Paralelismo, chamadas ao sistema com bloqueio
Processo monothread Sem paralelismo, chamadas ao sistema com 
bloqueio
Máquinas de estados 
finitos
Paralelismo, chamadas ao sistema sem bloqueio,
interrupções
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Implementação de Threads de Usuário
Um pacote de threads de usuário
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Implementação de Threads de Usuário
Um pacote de threads gerenciado pelo núcleo
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Implementações Híbridas
Multiplexação de threads de usuário sobre threads de núcleo
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Ativações do Escalonador: threads de 
usuário imitando as de núcleo
Objetivo: imitar a funcionalidade dos threads de núcleo
◦ Executar threads de usuário de modo mais eficiente
Evita transições usuário/núcleo desnecessárias
◦ Exemplo: se um thread bloqueia esperando que outro thread faça 
algo, não há razão para envolver o núcleo
◦ Evitar a sobrecarga da transição usuário-núcleo 
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Ativações do Escalonador: threads de 
usuário imitando as de núcleo
Núcleo atribui processadores virtuais para cada processo
◦ O sistema supervisor aloca threads para esses processadores
Problema:
◦ Baseia-se fundamentalmente nos upcalls
◦ O núcleo (camada inferior) chamando procedimentos no espaço do usuário 
(camada superior) 
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Threads Pop-Up
Criação de um novo thread quando uma mensagem chega
(a) antes da mensagem chegar
(b) depois da mensagem chegar
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Convertendo Código Monothread em 
Código Multithread
Conflitos entre threads sobre o uso de uma variável global
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Convertendo Código Monothread em 
Código Multithread
Threads podem ter variáveis globais privadas
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Ciclo de Vida de Threads
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Modelos de Threads
Threads de usuário
◦ Executam operações de suporte no espaço do usuário
◦ Não podem executar instruções privilegiadas nem acessar as primitivas do núcleo diretamente
Threads de núcleo
◦ Tentam resolver as limitações de acesso dos threads de usuário
◦ Mapeamento de cada thread em seu contexto de execução
◦ Nem sempre são a solução ideal para as aplicações
Pode haver combinação dos dois modelos
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Entrega de Sinal a um Thread
Todo thread normalmente está associado a um conjunto de sinais
◦ São emitidos (entregues) quando ele é executado
Tipos de sinais
◦ Síncrono
◦ Assíncrono
O thread pode mascarar todos os sinais, exceto aqueles que deseja receber
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Mascaramento de Sinal para um 
Processo
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Término de Threads
Depende de como foram implementados os threads
Se for terminado prematuramente, pode provocar erros nos processos
◦ Vários threads compartilham o mesmo espaço de endereço
Algumas implementações permitem que um thread determine quando ele pode ser terminado
◦ Evitar que o processo entre em um estado inconsistente
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Bibliografia
ANDREW S. TANENBAUM. Sistemas Operacionais Modernos. Editora Prentice-Hall, 2ª Edição, 
2003. ISBN: 8587918575
◦ Capítulo 2: Processos e Threads
DEITEL & CHOFFNES. Sistemas Operacionais. Editora Prentice-Hall, 3ª Edição, 2005. ISBN: 
8576050110.
◦ Capítulo 3: Conceito de processos
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