Hilos Sistema Operativo | Thread (Computing) | Process (Computing)

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  Hilos En el capítulo anterior, se suponía que un proceso consistía únicamente en un hilo. Ahora, la mayoría de los sistemas operativos proporcionan características que permiten que un proceso tenga múltiples hilos de control. En este capítulo veremos que es un hilo, sus ventajas, y los diferentes modelos de implementación.  ¿Qué es un hilo? Un hilo es una unidad bsica de utili!ación de #U, la cual contiene un id de hilo, su propio program counter, un conjunto de registros, y una pila$ que se representa a nivel del sistema operativo con una estructura llamada % & 'thread control bloc().*os hilos comparten con otros hilos que pertenecen al mismo proceso la sección de código, la sección de datos, entre otras cosas. +i un proceso tiene múltiples hilos, puede reali!ar msde una tarea a la ve! 'esto es real cuando se posee ms de un #U).eamos un ejemplo para clarificar el concepto-Un servidor eb acepta solicitudes de los clientes que piden pginas eb. +i este servidor tiene varios clientes y funcionara con un solo hilo de ejecución, solo podría dar servicio a un cliente por ve!, y el tiempo que podría esperar un cliente para ser atendido podría ser muy grande.Una posible solución sería que el servidor funcione de tal manera que acepte una solicitud por ve!, y que cuando reciba otra solicitud, cree otro proceso para dar servicio a la nueva solicitud. #ero crear un proceso lleva tiempo y utili!a muchos recursos, entonces, si cada proceso reali!ar las mismas tareas /#or qu0 no utili!ar hilos12eneralmente es ms eficiente usar un proceso que utilice múltiples hilos 'un hilo para escuchar las solicitudes, y cuando llega una solicitud, el lugar de crear otro proceso, se crea otro hilo para procesar la solicitud) Ventajas de usar hilos 3 4espuesta- el tiempo de respuesta mejora, ya que el programa puede continuar ejecutndose, aunque parte de 0l est0 bloqueado.3 ompartir recursos- los hilos comparten la memoria y los recursos del proceso al que pertenecen, por lo que se puede tener varios hilos de ejecución dentro del mismo espacio de direcciones.3 Economía- Es ms fcil la creación, cambio de conte5to y gestión de hilos que de procesos.3 Utili!ación múltiples #Us- permite que hilos de un mismo proceso ejecuten en diferentes #Us a la ve!. En un proceso mono6hilo, un proceso ejecuta en una única #U, independientemente de cuantas tenga disponibles. Hilos a nivel de usuario y de kernel 7asta ahora hemos hablado de los hilos en sentido gen0rico, pero a nivel prctico los hilos pueden ser implementados a nivel de usuario o a nivel de (ernel.  Hilos a nivel e usuario: son implementados en alguna librería. Estos hilos se gestionan sin soporte del +8, el cual solo reconoce un hilo de ejecución. Hilos a nivel de kernel: El +8 es quien crea, planifica y gestiona los hilos. +e reconocen tantos hilos como se hayan creado.*os hilos a nivel de usuario tienen como beneficio que su cambio de conte5to es ms sencilloque el cambio de conte5to entre hilos de (ernel. A dems, se pueden implementar aún si el +8 no utili!a hilos a nivel de (ernel. 8tro de los beneficios consiste en poder planificar diferente a la estrategia del +8.*os hilos a nivel de (ernel tienen como gran beneficio poder aprovechar mejor las arquitecturas multiprocesadores, y que proporcionan un mejor tiempo de respuesta, ya que siun hilo se bloquea, los otros pueden seguir ejecutando. ¿Cómo se relacionan los hilos a nivel de kernel y los de usuario? E5isten 9 formas para establecer la relación3 :odelo :5; ':any to one)El modelo asigna múltiples hilos de usuario a un hilo del (ernel.Este caso se corresponde a los hilos implementados a nivel de usuario, ya que el sistema solo reconoce un hilo de control para el proceso.%iene como inconveniente que si un hilo se bloquea, todo el proceso se bloquea.%ambi0n, dado que solo un hilo puede acceder al (ernel cada ve!, no podrn ejecutarse varios hilos en paralelo en múltiples #Us.3 :odelo ;5; 'one to one)El modelo asigna cada hilo de usuario a un hilo del (ernel. #roporciona una mayor concurrencia que el modelo anterior, permitiendo que se ejecute otro hilo si uno se bloqueó. %iene como inconveniente que cada ve! que se crea un hilo a nivel de usuario, se crea un hilo a nivel del (ernel, y la cantidad de hilos a nivel del (ernel estn restringidos en la mayoríade los sistemas.  3 :odelo :5< 'many to many)El modelo multiple5a muchos hilos de usuario sobre un número menor o igual de hilos del (ernel. ada proceso tiene asignado un conjunto de hilos de (ernel, independientemente de la cantidad de hilos de usuario que haya creado.<o posee ninguno de los inconvenientes de los dos modelos anteriores, ya que saca lo mejor de cada uno. El usuario puede crear tantos hilos como necesite y los hilos de (ernel pueden ejecutar en paralelo. Asimismo, cuando un hilo se bloquea, el (ernel= puede planificar otro hilo para su ejecución.Entonces, el planificador a nivel de usuario asigna los hilos de usuario a los hilos de (ernel, y el planificador a nivel de (ernel asigna los hilos de (ernel a los procesadores*os hilos son un concepto relativamente nuevo de los +8. En este conte5to, un proceso recibe el nombre de proceso pesado, mientras que un hilo recibe el nombre de proceso ligero. El t0rmino hilo se refiere sintctica y semnticamente a hilos de ejecución.El t0rmino multihilo hace referencia a la capacidad de un +8 para mantener varios hilos de ejecución dentro del mismo proceso.  En un +8 con procesos monohilo 'un solo hilo de ejecución por proceso), en el que no e5isteel concepto de hilo, la representación de un proceso incluye su # &, un espacio de direcciones del proceso, una pila de proceso y una pila núcleo.En un +8 con procesos multihilo, sólo hay un # & y un espacio de direcciones asociados al proceso, sin embargo, ahora hay pilas separadas para cada hilo y bloques de control para cada hilo Estructura de los Hilos Un hilo 'proceso ligero) es una unidad bsica de utili!ación de la #U, y consiste en un contador de programa, un juego de registros y un espacio de pila. Los hilos dentro de una misma aplicación comparten: *a sección de código.*a sección de datos.*os recursos del +8 'archivos abiertos y se>ales).
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