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隨著計算機技術的不斷發(fā)展，如今的應用系統(tǒng)需求量越來越大，CPU的工作負載也在不斷提高。為了應對大負載的情況，操作系統(tǒng)中間件需要提高自身能力和運行效率，以支持高度并發(fā)、大數(shù)據(jù)量的應用需求。
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Linux作為一個免費、開源的操作系統(tǒng)，其內核自然成為了研究和討論的熱點。作為一個開放式的平臺，Linux內核允許開發(fā)者修改、補丁或直接編寫新的代碼，來提高內核的性能和穩(wěn)定性。而在Linux內核中，中斷線程化是提高系統(tǒng)效率的關鍵技術之一。
一、中斷線程化的概念
了解中斷線程化之前，先要了解中斷。中斷是指CPU遇到不可挽救的異常時，由硬件發(fā)出的請求，通知操作系統(tǒng)進行相應操作。例如，當一個新數(shù)據(jù)包到達網(wǎng)卡時，網(wǎng)絡中斷會通知系統(tǒng)處理該包。而線程，則是進程中執(zhí)行具體任務的單位。
中斷線程化就是將中斷處理的代碼和普通進程運行的代碼分離為兩個部分，將中斷處理轉換成線程來運行，這樣可以將中斷處理程序放置到核心部分并在處理非中斷時保持顯著的響應能力。
中斷線程化主要作用：
1、降低系統(tǒng)開銷。中斷處理后，線程不會在CPU繼續(xù)運行，從而減少了內存和CPU資源的占用。
2、增加系統(tǒng)的效率。通過中斷線程化，可以做到響應性能較好，處于中斷上下文時不被其他中斷所干擾。
二、中斷處理的實現(xiàn)方式
中斷的實現(xiàn)方式包括兩部分：底層硬件實現(xiàn)和上層軟件實現(xiàn)。對于硬件中斷來說，指的是從設備（如網(wǎng)卡、鍵盤、鼠標等）發(fā)送到CPU的一種機制。當硬件發(fā)出中斷請求時，CPU會立即停止運行當前的指令或進程，轉而執(zhí)行已經注冊的中斷處理程序。
在Linux內核中，每個設備都擁有一個中斷線路，其有一個原始中斷處理函數(shù)，當中斷線路被觸發(fā)時，該函數(shù)會被啟動。但是，如果中斷處理函數(shù)占用時間過長，將會導致操作系統(tǒng)上的所有進程都受到阻礙，從而嚴重影響系統(tǒng)的效率。
為了解決該問題，因此產生了中斷線程化的概念。中斷線程化可以將硬件中斷的處理程序轉換為線程，當中斷請求到達時，執(zhí)行線程，從而大幅減少CPU的占用率，提高系統(tǒng)效率。
三、中斷線程化的優(yōu)點
1.提高穩(wěn)定性。中斷線程化可以使得中斷處理程序在普通進程中運行，這樣能夠更好的保證系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性。
2.提高性能。由于線程的多線程執(zhí)行能力，可以承載更多量的請求，以更快的速度完成任務，從而提高了系統(tǒng)的效率和性能。
3.減少系統(tǒng)開銷。中斷線程化將中斷處理程序從中斷處理部分中分離出來，有效減少了CPU負載。
4.提高可維護性。中斷線程化比較清晰簡單，對于系統(tǒng)開發(fā)人員易于維護管理。
四、中斷線程化在實際應用中的應用
中斷線程化在實時應用中的應用比較廣泛。例如，Linux內核中的音頻驅動程序，絕大部分在處理任何外部中斷時都可以將它們設置為線程來處理。這樣，音頻驅動程序不僅僅能在更少的處理器和內存資源下工作，還可以更快地響應聲音數(shù)據(jù)。
在對Linux進行網(wǎng)絡性能測試時，可以發(fā)現(xiàn)中斷線程化可以有效地減少網(wǎng)絡性能測試程序的運行時間和延遲，其主要原因是中斷線程化可以減少線程上下文的切換。
五、
中斷線程化是提高Linux系統(tǒng)效率的重要技術之一，它可以將中斷處理程序，以線程的方式運行。這樣可以更好地控制共存中斷的處理，提高系統(tǒng)響應速度，降低系統(tǒng)開銷。
中斷線程化在實際應用中的應用比較廣泛，既可以用在音頻驅動程序中，也可以用在網(wǎng)絡性能測試中。
在進行系統(tǒng)開發(fā)時，開發(fā)人員可以采用中斷線程化的方法來提高程序的處理能力，在增強程序的魯棒性、可維護性和穩(wěn)定性方面都有較好的表現(xiàn)。
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了解物聯(lián)網(wǎng)知識需要學習哪些知識
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物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)與技術導論
《物聯(lián)網(wǎng)：技術、應用、標準與商業(yè)模式》，電子工業(yè)出版社，等教材。
在學完高等數(shù)學，物理，化學，通信原理，數(shù)字電路，計算機原理，程序設計原理等課程后開設本課程，全面了解物聯(lián)網(wǎng)之RFID、M2M、傳感網(wǎng)、兩化融合等技術與應用。
C語言程序設計
《C語言程序設計》，清華大學出版社，等教材。
物聯(lián)網(wǎng)涉及底層編程，C語言為必修課，同時需要了解OSGi，OPC，Silverlight等技術標準
Java程序設計
《Java語言程序設計教程》，機械工業(yè)出版社，等教材。
物聯(lián)網(wǎng)應用層，服務器端集成技術，開放Java技術也是必修課，同時需要了解Eclipse,SWT, Flash, HTML5,SaaS等技術
無線傳感網(wǎng)絡概論
《無線傳感器網(wǎng)絡理論、技術與實現(xiàn)》,國防工業(yè)出版社，《短距離無線通訊入門與實戰(zhàn)》北京航空航天大學出版社，等教材。
學習各種無線RF通訊技術與標準，Zigbee, 藍牙，WiFi，GPRS,CDMA，3G, 4G, 5G，Mote等等
TCP/IP網(wǎng)絡與協(xié)議
《TCP/IP網(wǎng)絡與協(xié)議》，清華大學出版社，等教材。
TCP/IP以及OSI網(wǎng)絡分層協(xié)議標準是所有有線和無線網(wǎng)絡協(xié)議的基礎，Socket編程技術也是基礎技能，為必修課
嵌入式系統(tǒng)
《嵌入式系統(tǒng)技術教程》，人民郵電出版社等教材。
嵌入式系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)感知層和通訊層重要技術，了解TinyOS等，為必修課
傳感器技術概論
《傳感器技術》，中國計量出版社，等教材。
物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學生需要對傳感器技術與發(fā)展，尤其是在應用中如何選用有所了解，但不一定需要了解傳感器的設計與生產，對相關的材料科學，生物技術等有深入了解
RFID技術概論
《射頻識別（RFID）技術原理與應用》，機械工業(yè)出版社，等教材。
RFID作為物聯(lián)網(wǎng)主要技術之一，需要了解，它本身（與智能卡技術融合）可以是一個細分專業(yè)或行業(yè)，也可以是研究生專業(yè)選題方向。
工業(yè)信息化及現(xiàn)場總線技術
《現(xiàn)場總線技術及應用教程》，機械工業(yè)出版社，等教材。
工業(yè)信息化也是物聯(lián)網(wǎng)主要應用領域，需要了解，它本身也可以是一個細分專業(yè)或行業(yè)，也可作為研究生專業(yè)選題方向。
M2M技術概論
《M2M: The Wireless Revolution》，TSTC Publishing，等教材。
本書是美國“Texas State Techinical College”推出的M2M專業(yè)教材，在美國首次提出了M2M專業(yè)教學大綱，M2M也是物聯(lián)網(wǎng)主要領域，需要了解，建議直接用英文授課。
物聯(lián)網(wǎng)軟件、標準、與中間件技術
《中間件技術原理與應用》，清華大學出版社，《物聯(lián)網(wǎng)：技術、應用、標準與商業(yè)模式》，電子工業(yè)出版社，等教材。
物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)發(fā)展的關鍵在于應用，軟件是靈魂，中間件是產業(yè)化的基石，需要學習和了解，尤其是對畢業(yè)后有志于走向工業(yè)和企業(yè)界的學生。
物聯(lián)網(wǎng)的應用場景十分豐富，幾乎涉及到生產生活的方方面面。物聯(lián)網(wǎng)技術已經基本形成，物聯(lián)網(wǎng)作為國家倡導的新興產業(yè)備受關注?，F(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)也是發(fā)展迅速?，F(xiàn)在市場上對這方面的人才需求量也是很大，預測 2023 年中國就能將成為全球更大的物聯(lián)網(wǎng)連接市場。這樣的市場前景給很多年輕人機遇與挑戰(zhàn)，學習物聯(lián)網(wǎng)技術的人越來越多，怎么樣系統(tǒng)的學習物聯(lián)網(wǎng)技術呢？下面，給大家提供一個全新的物聯(lián)網(wǎng)學習路線圖。
之一階段：嵌入式高級C語言
Linux系統(tǒng)
Linux Ubuntu操作系統(tǒng)安裝、使用、Linux常用命令、samba服務器、SSH遠程登錄、GCC編譯器、GDB調試器、VI編輯器
嵌入式C語言高級編程
1、C數(shù)據(jù)類型、控制語句
2、C程序結構設計、數(shù)組、函數(shù)、預處理
3、指針及字符串操作
4、結構體、共用體、宏、枚舉
5、文件I/O操作
數(shù)據(jù)結構及算法
1、數(shù)據(jù)結構之單向鏈表、雙向鏈表
2、數(shù)據(jù)結構之隊列、棧
3、數(shù)據(jù)結構之樹、圖
4、算法之各種排序（選擇法、冒泡法、插入法等）
5、遞歸
6、算法之二分查找
第二階段：嵌入式設備及GUI開發(fā)
嵌入式環(huán)境配置與開發(fā)工具學習
Linux下項目管理工具Make以及Makefile工作原理及其編寫Linux下shell腳本相關知識及其編寫嵌入式開發(fā)環(huán)境的基本概念及其搭建A53開發(fā)板介紹、設備使用、A53開發(fā)板與電腦通信、交叉編譯
GUI圖形界面開發(fā)
常用控件——button、label、text edit等常用布局方式——水平布局、垂直布局、固定布局、網(wǎng)格布局、相對布局等常用事件及信號處理技術——信息回調、鼠標、鍵盤事件等時間編程、數(shù)據(jù)存儲、繪圖機制、定時器處理、多任務處理等
第三階段：嵌入式Linux高級程序設計
1、Linux系統(tǒng)調用概念
2、進程相關概念、多進程實現(xiàn)多任務開發(fā)
3、進程間通信:無名管道、命名管道、信號、消息隊列、共享內存等
4、多線程實現(xiàn)多任務開發(fā)
5、多任務的同步互斥開發(fā)：互斥鎖、信號量
第四階段：Linux高級網(wǎng)絡程序設計
1、網(wǎng)絡相關概念及網(wǎng)絡發(fā)展
2、TCP/IP協(xié)議
3、socket編程、TCP網(wǎng)絡編程、UDP網(wǎng)絡編程、Web編程開發(fā)等
4、Linux網(wǎng)絡應用程序開發(fā)，Linux網(wǎng)絡編程相關5、TCP協(xié)議服務器的編程方法和并發(fā)服務器的實現(xiàn)
6、HTTP協(xié)議及其實現(xiàn)方法，熟悉UDP廣播、多播的原理及編程方法，掌握混合C/S架構網(wǎng)絡通信系統(tǒng)的設計
7、IPv6與IPv4協(xié)議，及其編程接口
8、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信過程
9、網(wǎng)絡原始套接字概念及編程接口
第五階段：數(shù)據(jù)庫及web編程開發(fā)
數(shù)據(jù)庫及web編程開發(fā)
1、數(shù)據(jù)庫概念、數(shù)據(jù)庫類型
2、Sqlite數(shù)據(jù)庫介紹及其安裝與移植
3、SQL數(shù)據(jù)庫語言(數(shù)據(jù)定義語言（DDL）、數(shù)據(jù)操作語言(DML)、數(shù)據(jù)查詢語言(DQL)、數(shù)據(jù)控制語言(DCL))br
4、Sqlite數(shù)據(jù)庫C語言編程中的各種SQL指令執(zhí)行函數(shù)完成對數(shù)據(jù)庫的控制
5、HTML語言開發(fā)
6、Javascript語言開發(fā)
7、AJAX開發(fā)
8、cgi程序開發(fā)
第六階段：C++面向對象高級語言程序設計
1.熟悉面向對象的語言概述
2.熟練掌握c++語言的基本知識和類與對象及其高級應用
3、作用域運算符、內聯(lián)函數(shù)、強制類型轉換
4、new、delete內存管理
5、對象成員、成員函數(shù)
6、構造函數(shù)、析構函數(shù)、拷貝構造函數(shù)、函數(shù)重載
7、對象數(shù)組、this指針、枚舉、
8、靜態(tài)成員、靜態(tài)成員函數(shù)
9、對象成員
10、友元
11、封裝、繼承、多繼承、多態(tài)
12、虛函數(shù)、純虛函數(shù)、抽象類、虛析構函數(shù)等
第七階段：物聯(lián)網(wǎng)
1、了解物聯(lián)網(wǎng)、泛在網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)基本要領及其關系
2、熟悉RFID從低頻段到高頻段的基本工作原理，以及RFID標簽的種類與行業(yè)應用，讀卡器原理與通信過程
3、熟悉TI的cc2530的基本應用，包含基本硬件資源，協(xié)議棧相關接口使用，以及點對點通信、星形通信、廣播通信、綁定通信，三種網(wǎng)絡結構star、tree、mesh，掌握zibgee相關微控制處理芯片
4、了解zigbe協(xié)議棧組成，以及zigbee在通信、組網(wǎng)、搖控等領域的不同應用
5、通過Bluetooth、wifi和zigbee技術對比各自的優(yōu)缺點，并重點介紹zigbee的各種應用
6、掌握溫度、濕度、光照、PH值、二氧化碳等傳感器的工作原理及通信接口
7、了解NB-IOT基本概念及移運BC95模塊
8、熟悉CoAP協(xié)議在NB-IOT中的應用
9、掌握常用AT指定集
第八階段：CortexA53 Linux平臺驅動開發(fā)
1、了解ARM處理器基本特征及工作原理
2、掌握ARM裸機程序開發(fā)以及裸機編譯工具的使用
3、嵌入式Bootloader原理分析及其移植
4、嵌入式Linux內核結構分析及其移植
5、掌握嵌入式Linux根文件系統(tǒng)組成分析及其制作過程
6、掌握嵌入式Linux三大類設備驅動基本概念
7、掌握Linux字符驅動框架及GPIO輸入輸出驅動
8、Linux中斷機制處理及響應過程
9、Linux下SPI/IIC/UART串行通信技術驅動編寫與應用
10、Linux下input設備驅動框架介紹
11、Linux下platform機制設備驅動框架介紹
12、Linux下kfifo緩沖機制、并發(fā)與競態(tài)(如互斥鎖與信息號等)講解
13、Linux驅動中的阻塞與非阻塞
14、Linux下塊設備驅動框架——RAMdisk驅動實例編寫
15、USB設備硬件設計原理、驅動協(xié)議架構、驅動開以流程
16、了解Linux設備驅動模型(kobject、kset、子系統(tǒng)、底層sysfs操作、虛擬總線等)
第九階段：項目實操
對于物聯(lián)網(wǎng)的學習，很多小白無從下手，有了這個學習路線圖，可以先從基礎開始學習，慢慢加深。
關于linux中斷線程化的介紹到此就結束了，不知道你從中找到你需要的信息了嗎 ？如果你還想了解更多這方面的信息，記得收藏關注本站。
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創(chuàng)新互聯(lián)（www.cdcxhl.com）互聯(lián)網(wǎng)服務提供商,擁有超過10年的服務器租用、服務器托管、云服務器、虛擬主機、網(wǎng)站系統(tǒng)開發(fā)經驗。專業(yè)提供云主機、虛擬主機、域名注冊、VPS主機、云服務器、香港云服務器、免備案服務器等。
當前名稱：Linux中斷線程化：提高系統(tǒng)效率的關鍵技術(linux中斷線程化)
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