基于網(wǎng)關安全平臺的虛擬線程體系結構.pdf

1、多線程機制對于操作系統(tǒng)來說是至關重要的.NCOS作為一個基于網(wǎng)關安全平臺的專用操作系統(tǒng),在充分考慮到網(wǎng)關安全操作系統(tǒng)的靈活性和健壯性的同時,卻忽略了一個重要的方面:即如何構造一個高效的、適合于網(wǎng)關平臺的多線程機制.為了解決這個問題,本文提出了一種新的多線程體系結構——虛擬線程體系結構(VTS).該體系結構將線程處理虛擬化,使用虛擬接口在線程和內(nèi)核調(diào)度實體之間建立映射,以便適應不同的操作平臺.在保證效率的同時,帶來了可移植性和可擴展性的便

2、利.和原有的LinuxThreads相比,VTS是一種更加靈活和高效的構造方式,能夠適應網(wǎng)絡協(xié)同計算和網(wǎng)關安全平臺等關鍵應用.對當前的LinuxThreads進行了深入分析,并指出它所存在的缺陷,如復雜而低效的體系結構、過高的資源占用率、無法與標準兼容等.經(jīng)過論證并結合網(wǎng)關安全操作系統(tǒng)的特點,構造出虛擬線程體系結構.虛擬線程體系結構包括系統(tǒng)整體結構、虛擬線程內(nèi)核抽象、核心調(diào)度算法、虛擬線程接口、線程同步和互斥機制、以及虛擬線程信號處理等

3、各個部分.描述了各部分的功能和實現(xiàn)細節(jié).在NCOS操作系統(tǒng)的基礎上開發(fā)出了VTS的一個實現(xiàn)原型.VTS的核心是虛擬線程調(diào)度器.描述了線程調(diào)度器的工作流程和實現(xiàn)細節(jié),解決了線程創(chuàng)建、線程調(diào)度、線程互斥等關鍵技術問題.詳細設計了包括系統(tǒng)調(diào)用和用戶函數(shù)在內(nèi)的各種系統(tǒng)接口.對VTS的原型進行了測試.在NCOS操作系統(tǒng)中,對線程系統(tǒng)的性能進行了測試,并與原有的LinuxThreads線程庫進行對比.測試結果表明,采用虛擬線程結構模型,線程的創(chuàng)建開