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Linux系統(tǒng)在操作系統(tǒng)領域享有盛名，其快速、穩(wěn)定、可靠性和安全性都得到了廣泛的認可和應用，使其成為大多數(shù)企業(yè)和機構(gòu)首選的操作系統(tǒng)。Linux支持實時和非實時線程，其中實時線程具有固定的優(yōu)先級，并且允許硬件I/O操作來滿足特定的時間限制。相比之下，非實時線程的優(yōu)先級是動態(tài)調(diào)整的，其目的是盡量滿足相應的響應時間而非特定時間限制。本文將探討Linux中的非實時線程，重點關注其功能、性能和應用。
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Linux中的線程模型
Linux中的線程模型，如同大多數(shù)現(xiàn)代操作系統(tǒng)一樣，采用了兩種線程實現(xiàn)方式：基于內(nèi)核的線程和基于用戶空間的線程。
基于內(nèi)核的線程
在Linux系統(tǒng)中，基于內(nèi)核的線程實現(xiàn)方式是線程庫使用調(diào)用內(nèi)核線程API和系統(tǒng)調(diào)用來創(chuàng)建和管理線程。由于線程管理是由操作系統(tǒng)負責完成的，因此這種內(nèi)核線程的實現(xiàn)方式通常比較耗費系統(tǒng)資源。當應用程序需要創(chuàng)建一個線程時，它會向內(nèi)核發(fā)出創(chuàng)建線程的請求，內(nèi)核會在自己的上下文環(huán)境中創(chuàng)建新的線程。這一方式使得線程間的切換相對比較快速，并且允許操作系統(tǒng)決定不同線程之間的優(yōu)先級。
基于用戶空間的線程
相比之下，基于用戶空間的線程實現(xiàn)方式需要在用戶空間中實現(xiàn)線程切換和管理，減少了內(nèi)核的參與。由于線程管理是在應用程序級別完成的，因此線程管理開銷較小，但是不能使用操作系統(tǒng)的調(diào)度器。通常這種線程實現(xiàn)方式使用一種稱為“協(xié)作式多任務處理模型”的技術，即每個線程負責控制自己和其他線程的切換，而不是時刻切換線程。
Linux中的非實時線程
Linux通過POSIX線程實現(xiàn)規(guī)范，借鑒Unix線程模型實現(xiàn)了線程管理?，F(xiàn)代Linux應用程序通常使用POSIX線程API，以便在應用程序中創(chuàng)建和管理線程。在Linux系統(tǒng)中，有兩種線程類型：實時線程和非實時線程。實時線程具有固定的優(yōu)先級，能夠硬件I/O操作以滿足特定的時間限制。而非實時線程具有動態(tài)的優(yōu)先級，其目的是盡量滿足相應的響應時間，而不是特定時間限制。
特征
在Linux中，非實時線程被定義為沒有時間限制的線程，其響應時間是在運行時動態(tài)地調(diào)整的。不同于實時線程，非實時線程的優(yōu)先級并沒有預設的值，而是由系統(tǒng)根據(jù)線程的任務和執(zhí)行時在任務中的位置來自動調(diào)整優(yōu)先級。非實時線程的響應時間通常比實時線程的響應時間慢，因為其調(diào)度算法比實時線程的調(diào)度算法更復雜。
調(diào)度算法
在Linux中，非實時線程使用的是“完全公平調(diào)度器”（CFS）算法，它采用了紅黑樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來維護線程，使其具有可擴展性和高效性。CFS算法具有更先進的調(diào)度技術，將CPU時間分配給每個進程或線程，直到它達到其更大時間界限。該算法使用基于虛擬運行時間（vruntime）的調(diào)度策略，即要考慮任務占用CPU的時間以及當前運行上下文和其他任務的狀態(tài)。CFS調(diào)度算法對于巨大的應用程序，即使具有數(shù)百個線程和CPU核數(shù)也能很好地擴展。這種線程調(diào)度算法使用的線程優(yōu)先級是在基于虛擬運行時間的動態(tài)優(yōu)先級下執(zhí)行的，這使得非實時線程的響應時間能夠保持一個較高的水平。
應用場景
非實時線程通常在低延遲應用程序中使用，例如視頻和音頻流媒體應用程序、圖像處理應用程序、Web服務器、郵件服務器等。由于非實時線程的響應時間更加動態(tài)，因此它們能夠調(diào)整自己的優(yōu)先級以更好地滿足實時需求，從而成功地處理復雜的I/O請求。另外，非實時線程通常比實時線程更適用于長時間運行的異步I/O操作和常規(guī)計算，因為它的調(diào)度策略更加靈活，能夠更好地適應系統(tǒng)的負載變化。
結(jié)論
Linux中的非實時線程類型具有動態(tài)的優(yōu)先級，能夠更好地適應系統(tǒng)的負載變化和優(yōu)化響應時間。與實時線程相比，非實時線程優(yōu)先級的動態(tài)調(diào)整使其響應時間通常要慢一些。但是，在低延遲應用程序中，非實時線程比實時線程更加適用，并且能夠更好地處理復雜的I/O請求。在整體Linux系統(tǒng)中，非實時線程的靈活性和響應時間優(yōu)化能帶來更好的應用程序性能和更好的用戶體驗。
相關問題拓展閱讀：
- linux里面,進程與線程到底有什么本質(zhì)的區(qū)別?
linux里面,進程與線程到底有什么本質(zhì)的區(qū)別?
不同進程之間擁有獨手謹蠢立的空間，而一個進程的不同線程之間共享空間?。∵@一本質(zhì)區(qū)別決定了，不同的進程所干的是不同的任務，因為畢陪它們擁有各自的空間；一晌隱個進程的不同的線程干的事情是一個任務的某一步驟，因為它們具有相同的空間。
線程：是進程中執(zhí)行悔睜塵的一條路徑，是系統(tǒng)調(diào)度的最小單位。
進程：是正在運行的程序，是系統(tǒng)分配資源的最小單位。
線程與進程關系
1.一個進程可以有多個線程，一個線程只能屬于一個進程。
2.同一個進程下的所有線程共享該進程下的所有資源碧禪。
3.真正在處理機上運行的是線程，不是進程，線程是進程早帆內(nèi)的一個執(zhí)行單元，是進程內(nèi)的可調(diào)度實體。
Linux線程與進程區(qū)別
進程：
優(yōu)點：多進程可以同時利用多個CPU，能夠同時進行多個操作。
缺點：耗費資源(創(chuàng)建一個進程重新開辟內(nèi)存空間)。
進程不是越多越好，一般進程個數(shù)等于cpu個數(shù)。
線程：
優(yōu)點：共享內(nèi)存，尤其是進行IO操作(網(wǎng)絡、磁盤)的時候(IO操作很少用cpu)，可以使用多線程執(zhí)行并發(fā)操作。
缺點：搶占資源。
在多進程情況下，每個進程都有自己的獨立空間，而多線程情況下，同一敏腔進程內(nèi)的線程共享進程的空間地址。因此，創(chuàng)建一個新的進程時就要耗費時間來為其分配系統(tǒng)資源，而創(chuàng)建一個新的線程花費的時間要少的多
在系統(tǒng)調(diào)度方面，由于進程地址空間獨立而線程共享地址空間橋橘衫，線程間的切換速度要遠遠快于進程間的切換
在通信機制方面，進程間數(shù)據(jù)相伍配互獨立，彼此間通信要以專門的通信方式進行，通信時必須經(jīng)過操作系統(tǒng)，而線程是數(shù)據(jù)共享的。
我是來看答案的
學習了
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標題名稱：探究Linux中的非實時線程(linux非實時線程)
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