08-混合式线程模型

7.3.2　混合式线程模型

如果我们把内核级线程模型和用户级线程模型结合起来，结果会怎么样呢？是否可以实现“1:1线程模型”带来的真正并行性，同时还可以利用“N:1线程模型”的零成本上下文切换？确实可以，只不过这个模型很复杂。“N:M线程模型”也称为“混合式线程模型”，正是希望能够充分利用前两种模型的优点：内核提供一个简单的线程概念（thread concept），而用户空间也实现用户线程。然后，用户空间（可能和内核结合起来）决定如何把N个用户线程映射到M个内核线程中，其中N≥M。

由于实现机制不同，映射方法也有区别，但是经典策略是不要在一个内核线程中支持大部分的用户线程。一个进程可能包含几百个用户线程，但只包含几个内核线程，由几个处理器（每个处理器至少有一个内核线程支持对系统的完全使用）和阻塞式I/O处理。正如你所想象的，该模型很难实现。由于在Linux中上下文切换成本很低，很多系统开发人员不觉得这个方法可行，1:1模型在Linux系统上还是很普遍。

调度器激活（Scheduler Activation）是一种为用户级线程提供内核支持的解决方案，支持更高效的N:M线程模型。它是在华盛顿大学的一篇学术论文中提出的，后来被FreeBSD和NetBSD采用，成为实现线程模型的核心。调度器激活支持在用户空间控制和观察内核中的进程调度，这使得混合式模型更高效，并解决了因内核不支持而出现的一些问题。 FreeBSD和NetBSD都已经放弃了调度器激活机制，转而采用了更简单的1:1线程模型。这可以归于两个原因，一是N:M模型过于复杂，二是由于x86体系结构变得非常普遍，x86支持相对高效的上下文切换。