操作系统多进程多线程的相关问题？ 第1页

1.大多数调度器是按照线程调度的，而且，是的，你的线程越多你抢到的cpu也会越多，不过大多数情况下cpu是不用抢的，而计算密集的程序因为时刻处于就绪态也会比io密集的程序获得多得多的时间片，虽然通常计算密集程序的优先级更低

2.不过切个cr3没那么慢吧，而且触发各种中断的时候也可能切cr3，所以感觉对性能没多大影响……tlb不命中的开销确实是有一些的，不过切换线程也可能触发tlb不命中

3.调度肯定最终是调度到线程的，因为只有线程才有rip的值，没有rip就没办法iret。通常内存中会保存所有进程控制块和线程控制块，因通常os是不允许自己的内存被swap的，会大幅度降低效率，页表可以被换出。

每个核心的的调度过程其实可以说是独立的，每个核心的时钟中断是独立的，然后在触发调度时调度程序会在触发调度的那一个核心上进行，所以基本上调度器不需要考虑其他核心的调度情况，然后，因为每个核心都有自己的cr3寄存器，所以，任意4个线程，cpu不在乎是否来自同一个进程，一般调度器也不在乎

4.没必要，切cr3没多少时间，tlb缓存吧反正中断和系统调用都有可能tlb不命中呢，os只能把自己常用的东西放到tlb里面，不可能全放。再说现在内存这么大，tlb不命中还有内存呢，到需要访问swap中的页表的时候就是相对比较少的情况了。

5.异步时钟可以，cpu一个核心有几个可编程时钟，定时的长度可以调的。

6.大多数情况核心是互相独立的，中断，系统调用这些东西都是独立进行，cpu 0上可以运行控制其他核心的特权指令

7.没啥大区别，ipc是在内存中进行的，多核需要一些特殊的lock技巧什么的

1.对于单核CPU，多线程程序和多进程程序调度是一样的吗？即例如最开始系统中有50个进程，加进来一个进程，每个进程的调度频率是1/51，再加进来一个进程，每个进程调度频率是1/52，所以对于一个多进程的程序，如果最开始它开启了2个进程，那么它的调度频率就是2/52。那么如果这个程序是一个进程中开启的是两个线程，那么它的调度周期是2/52，还是1/51，即操作系统是以线程调度还是进程调度。同时对于一个程序是不是开的进程或线程越多，那么一般情况下(不考虑进程线程创建，和特殊情况)，这个程序的效率就越高（同一个调度周期内，它能够上CPU的机会更多）

绝大多数操作系统调度单位是线程，不是进程。

但跟你想象的不同，绝大多数的情况下CPU是闲着的而不是满着，你自己看任务管理器就知道了，在有些OS上时间片的长度不一定固定，如果真是计算密集型任务（需要吃CPU），操作系统会让它多占一会的。

2.对于问题1，如果是以线程为调度单位，那么操作系统会不会优化让连续一个进程的多个线程依次调度，这样就可以节省进程上下文的时间。

对于x86的CPU来说，切进程无非是换页+刷TLB这些，动作其实很快。你打开Windows任务管理器，看上去似乎很多进程，但多数进程都是闲着不干活的。

任务都是有一定优先级的，操作系统考虑的是根据优先级来调度，而不是切换上下文的时间，切换上下文的这点时间不算什么时间。

3.对于多核的CPU（例如4核），是以进程为调度单位，还是以线程为调度单位？如果以进程为调度单位，那么是不是内存中要同时保持4个进程的上下文？如果是以线程为单位，那么是否必须是同一个进程的4个线程，还是可以是4个不同进程的4个不同线程？

不管单核多核，调度单位都是线程，跟进程没关系。具体每个核是同一个进程还是不同进程，操作系统不关系，CPU也不关心，每个CPU都有寄存器能保存当前任务状态，其余的状态都在内存里。

4. 对于3的情况，如果是以线程为调度单位，操作系统是否可以优化，让一个进程的多个线程首先占据4个核，然后下一个调度周期优先让这个进程的其余线程继续跑，余下来的核再给其他进程的线程用，这样可以节省进程上下文的时间。

前面说了，进程切换的代价很低，而且多数情况下一个线程不可能跑满一个时间片，如果一个进程把全部核都占满，如果某些线程跑完了需要释放时间片怎么办？怎么解决每个线程占用时间片长度不同问题？

现场跑完了不释放CPU？浪费。

释放？又不符合你的模型，调度单位又变成线程了。

所以进程不作为调度的单位看待。

5. 多核CPU的每个核能否做到异步时钟？

可以。

6. 多个核，每个核操作系统是统一管理还是分别管理，总感觉对于每个进程在单核CPU中和多核CPU中的管理不同，正所谓4个核 != 一个核*4（效率方面）？

基于线程的调度效率比基于进程的效率高，因为一个进程的各个线程占用时间片是不同的，基于进程的调度会造成极大的CPU时间浪费。

7. 多个核，对于进程通信与线程同步有什么影响？

多核对于操作系统调度、锁的写法方面比较麻烦，对于上层应用，不需要考虑这些问题。按正常多线程加保护就够用了。

-------------------------------------

你的问题里，觉得任务切换的开销很大，实际上任务切换代价再大，也比浪费一个时间片要小。

基于进程的多核调度，就意味着某些情况下，某些核的时间片被浪费掉，这种性能损失比任务切换要大得多。

一个时间片内做几百次任务切换都没问题，与其减少任务切换，不如把浪费的时间片都用上。

任务切换的代价比中断切换的代价要小，操作系统中各种外设的中断（时钟、PCI、DMA等）比任务切换的代价要大的多。