Глубины Indy


Планировщики (Schedulers)


Indy планирует волокна для выполнения в одином или более потоков. Волокна помещают данные в рабочую очередь и ожидают. Когда волокно заканчивает обрабатывать свои данные, планировщик помещает волокно в список доступных.

Планировщики операционной системы планирует потоки хитроумным образом, но они обладают ограниченной информацией о потоках, так как каждый поток одинаков среди всех задач системы. Планировщик операционной системы может планировать только на основе состояния ожидания и приоритета потока.

Планировщик волокон Indy (fiber scheduler) использует информацию специфичную для задачи, для определения нужд планировщика, приоритетов и состояний ожидания. Благодаря этому Indy в состоянии сильно уменьшить количество контекстных переключений для выполнения одной и той же работы. Это способствует увеличению производительности.

Контекст переключения – это когда один поток останавливается, а другой запускается. Для выполнения этого Операционная Система должна прерывать выполнение потока и сохранять контекст потока, путем сохранения некоторых регистров процессора в памяти. Затем должна восстановить другой поток, загрузив ранее сохраненные регистры и передать ему управление.

Планировщики потоков должны балансировать необходимость переключения и необходимость выделить каждому потоку достаточно процессорного времени. Частое переключение увеличивает накладные расходы на выполнение, что иногда даже превышает достигнутое увеличение производительности. Редкое переключение ведет в длятельному ожиданию потоками, замедленной реакции, потому что, потоки не получают достаточно процессорного времени.

Для управления этим, Операционная Система определяет квант или максимальное время, которое требуется процессору на переключение. В большинстве случаев поток отдает управление раньше, чем наступит это время, потому что входит в состояние ожидания. Состояния ожидания случается явно или в основном неявно путем вызова операционной системы или вызова операции ввода/вывода, которая не может быть незамедлительно закончена. Когда случается такой вызов, Операционная Система воспринимает это состояние и переключается на другой поток. Если поток ожидает завершения ввода/вывода или некоторых других блокирующих операций, то он переводится в состояние ожидания и не подлежит планированию, пока запрошенная операция не будет закончена, или пока не наступит таймаут.

Планировщик Indy работает подобным образом, но определяет состояния ожидания на более высоком уровне, на основе более обширной информации. Состояние волокна может быть определено наперед, без реального переключения контекста в него и перехода в состояние ожидания. Indy также разделяет работу между волокнами и драйверами цепочек (chain engines), которые обеспечивают низкоуровневую работу.

Разделение работы позволяет использовать более эффективные сетевые интерфейсы, такие как порты завершения. Порты завершения ввода/вывода более эффективны, поскольку они работают на уровне близком к аппаратному интерфейсу. Вызовы Winsock и другие вызовы, которые далеки от аппаратного интерфейса должны общаться с ядром для выполнения действительных вызовов к аппаратному интерфейсу. Вызовы, которые общаются с ядром, должны делать переключения контекста туда и обратно. Так-что каждый вызов Winsock часто приводит к излишнему переключению контекста, только для выполнения своих функций.

Планировщики могут использовать единственный поток, множество потоков, потоки по требованию и даже пул потоков.




Начало  Назад  Вперед