[发明专利]用户级线程控制系统及其方法

说明书

本发明公开了一种用户级线程控制系统，包括：标签预置组件，将全部作业任务中的具有相同位置标记和操作类型的多个任务分类为同类任务并为同类任务赋予同一标签；以及内核线程创建组件，基于每个所述标签创建一个内核线程，并同时基于具有该标签的每个任务创建具有同一标签的同类用户级线程，其中所述内核线程包括共用于该内核线程上的用户级线程的共享消息仓，用于在收到任何目的地ID为与所述内核线程关联的用户级线程ID的消息时，触发对应用户级线程执行预定操作。

技术领域

本公开涉及一种用户级线程控制技术。更具体地说，本公开涉及一种用于对用户级线程进行分类控制的控制系统和方法。

背景技术

计算机系统在处理数据过程中，通常采用线程对处理的进程进行管理。计算机的操作系统针对每个请求，产生很多指令序列，针对每个指令序列设立一个内核线程。内核线程通过操作系统分时在CPU内核上运行或占用CPU的内核。通常CPU为每个任务设立一个内核线程，并对这些内核线程进行并行处理。这样在存在诸如服务器接受各种访问时会同时设立成千上万的线程，尤其是在深度学习或大数据处理中，会产生更多的内核线程，每个内核线程在运行过程中占用CPU的阶段实际上只有这一小段时间，其他时间都是处于休眠或中断状态，这就为操作系统不断的调入唤醒或调出休眠内核线程花费长达一毫秒或者是半毫秒，会导致极大的开销。

另一方面，随着用户级线程的应用，很多操作可以不需要内核线程来实现，因此，内核线程针对一个具体的任务，可以管理构成这个任务的多个用户级线程来实现整个任务的完成。但是在对一个任务进行处理的过程中，任务所对应的一个内核线程内可能包含有多个操作子任务，因此一个线程中的一部分用于进行运算，一部分可能用于进行数据的读取和写入，还有一部分可能涉及磁盘操作。因此一个内核线程中会基于任务的时序管理该任务的多个用户级线程以便完成所述的任务。当一个用于运算操作的用户级线程依赖于用于磁盘操作的用户级线程的结果时，这个内核线程可能会长时间处于等待状态导致线程最终休眠直到磁盘操作结果结束该线程被唤醒为止。当CPU上存在多种等待和休眠状态时，CPU内核很可能在一段时间内处于空闲状态，这会导致CPU内核使用效率低下。

因此，如何使控制用户级线程，既能防止CPU内核承载众多的内核线程，又能够消除内核线程处于等待状态而提高CPU的使用效率，是人们需要解决的技术问题。

发明内容

本公开的目的在于提供一种解决至少上述问题之一的技术方案。具体而言，本公开提供一种用户级线程控制系统，包括：标签预置组件，将全部作业任务中的具有相同位置标记和操作类型的多个任务分类为同类任务并为同类任务赋予同一标签；以及内核线程创建组件，基于每个所述标签创建一个内核线程，并同时基于具有该标签的每个任务创建具有同一标签的同类用户级线程，其中所述内核线程包括共用于该内核线程上的用户级线程的共享消息仓，用于在收到任何目的地ID为与所述内核线程关联的用户级线程ID的消息时，触发对应用户级线程执行预定操作。

根据本公开的用户级线程控制系统，还包括:内核线程预备组件，用于统计标签预置组件所赋予的标签的数量，并对应每个标签预备一条内核线程。

根据本公开的用户级线程控制系统，其中所述消息仓具有消息队列，所述消息队列中的消息按照消息接收的时间顺序排列并按照先进先出的方式触发对应用户级线程执行预定操作。

根据本公开的用户级线程控制系统，其中所述用户级线程包括状态机和操作单元以及所述预定操作包括改变所述用户级线程的状态机的状态、通过共享消息仓发送消息以及通过所述用户级线程的操作单元发出操作指令。

根据本公开的用户级线程控制系统，其中所述操作类型包括运算操作类型和搬运操作类型。

根据本公开的用户级线程控制系统，其中所述搬运操作类型包括从主机向计算设备的搬运操作类型、从计算设备向主机的搬运操作类型、从第一主机向第二主机的搬运操作类型、磁盘读写的搬运操作类型，