基于網(wǎng)關(guān)安全平臺(tái)的虛擬線程體系結(jié)構(gòu).pdf

1、多線程機(jī)制對(duì)于操作系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的.NCOS作為一個(gè)基于網(wǎng)關(guān)安全平臺(tái)的專(zhuān)用操作系統(tǒng),在充分考慮到網(wǎng)關(guān)安全操作系統(tǒng)的靈活性和健壯性的同時(shí),卻忽略了一個(gè)重要的方面:即如何構(gòu)造一個(gè)高效的、適合于網(wǎng)關(guān)平臺(tái)的多線程機(jī)制.為了解決這個(gè)問(wèn)題,本文提出了一種新的多線程體系結(jié)構(gòu)——虛擬線程體系結(jié)構(gòu)(VTS).該體系結(jié)構(gòu)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(shí)體之間建立映射,以便適應(yīng)不同的操作平臺(tái).在保證效率的同時(shí),帶來(lái)了可移植性和可擴(kuò)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(gòu)造方式,能夠適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同計(jì)算和網(wǎng)關(guān)安全平臺(tái)等關(guān)鍵應(yīng)用.對(duì)當(dāng)前的LinuxThreads進(jìn)行了深入分析,并指出它所存在的缺陷,如復(fù)雜而低效的體系結(jié)構(gòu)、過(guò)高的資源占用率、無(wú)法與標(biāo)準(zhǔn)兼容等.經(jīng)過(guò)論證并結(jié)合網(wǎng)關(guān)安全操作系統(tǒng)的特點(diǎn),構(gòu)造出虛擬線程體系結(jié)構(gòu).虛擬線程體系結(jié)構(gòu)包括系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)、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(jī)制、以及虛擬線程信號(hào)處理等

3、各個(gè)部分.描述了各部分的功能和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié).在NCOS操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出了VTS的一個(gè)實(shí)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(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié),解決了線程創(chuàng)建、線程調(diào)度、線程互斥等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題.詳細(xì)設(shè)計(jì)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(duì)VTS的原型進(jìn)行了測(cè)試.在NCOS操作系統(tǒng)中,對(duì)線程系統(tǒng)的性能進(jìn)行了測(cè)試,并與原有的LinuxThreads線程庫(kù)進(jìn)行對(duì)比.測(cè)試結(jié)果表明,采用虛擬線程結(jié)構(gòu)模型,線程的創(chuàng)建開(kāi)