Arquitetura e implementação de threads

Arquitetura e Implementação

O conjunto de chamadas (primitivas) disponíveis para que uma aplicação utilize as facilidades dos threads é chamado de pacote de threads (threads package). Existem diferentes abordagens na implementação deste pacote em um sistema operacional, o que influenciará o desempenho, concorrência e modularidade das aplicações multithread.

Threads podem ser oferecidos pelo próprio núcleo do sistema operacional (thread em modo kernel), por uma biblioteca de rotinas fora do núcleo do sistema (thread em modo usuário), uma combinação de ambos (híbrido), seguir o novo modelo de scheduler activations ou a novíssima arquitetura de processadores multithread. A tabela abaixo sumariza as diversas arquiteturas para diferentes sistemas operacionais.

Threads em Modo Usuário

Threads em modo usuário são implementas por chamadas a uma biblioteca de rotinas que são linkadas e carregadas em tempo de execução (run-time) no mesmo espaço de endereçamento do processo e executadas em modo usuário . O sistema operacional não sabe da existência de múltiplos threads, sendo responsabilidade da biblioteca gerenciar e sincronizar os diversos threads existentes.

Threads em modo usuário

A primeira vantagem deste modelo é a possibilidade de sistema operacional que não suporta threads, implementar aplicações multithreads. Utilizando a biblioteca, múltiplos threads poder ser utilizados, compartilhando o mesmo espaço de endereçamento do processo e outros recursos.

Threads em modo usuário são rápidos e eficientes, por dispensar acesso ao kernel do sistema para a criação, eliminação, sincronização e troca de contexto das threads. A biblioteca oferece todo o suporte necessário em modo usuário, sem a necessidade de chamadas ao sistema (system calls). O sistema operacional desconhece a existência dos threads, sendo responsabilidade da biblioteca particionar o tempo de UCP do processo (time-slice) entre os diversos threads existentes. Como cada aplicação